全球6G 技术基础研究产出概况及国际合作分析

杨 帅，苑朋彬，孙浩林，王海燕

（中国科学技术信息研究所，北京 100038）

科技产出是指通过科技活动所产生的各种形式的成果，科技产出分析对象包括论文、专利、科技成果转化等。其中科技论文产出在一定程度上反映了国家、地区和机构的基础研究实力，是科学研究活动的重要表现形式，是促进科技合作与交流的有效途径[1]。

通过对重点科技领域科技论文产出数据进行梳理和分析，有助于从宏观层面厘清重点科技领域基础研发情况，并对研发行为特征予以揭示。本研究选取6G（6th generation mobile networks）技术领域作为重点科技领域研究对象，具有一定的现实意义。6G 作为下一代移动信息通信技术，是当前全球竞争的热点，也是中国《“十四五”信息通信行业发展规划》的重要技术研发方向之一[2]。随着2019 年5G 技术正式进入商用，近几年6G 技术研发活动愈发激烈，全球各国政府重视6G 技术领域的战略部署和研发投入，产业界纷纷也加快研发行动。如中国政府在2019 年就成立IMT-2030 推进组，推进6G 研发工作实施[3]。美国电信产业解决方案联盟（ATIS）在2020 年就成立Next G 联盟促进6G技术研发[4]。欧盟委员会在2021 年通过成立智能网络和服务（SNS）伙伴关系[5]，整合政府、产业界和学术界的力量，共同协调6G 研发活动。

学术界作为技术研发的关键性力量，其高质量科技论文产出水平直接代表了6G 技术的研发水平。目前，6G 技术研究仍处于前期阶段，技术愿景需求尚不明确，关键技术尚未形成业界共识，未来3～5 年是6G 技术研发的重要时期[6]。通过对6G技术领域的科技论文产出情况和国际合作情况进行分析，有助于揭示当前6G 技术领域基础研发情况和研发行为特征，进而促进政府制订研发计划，为政府、产业界和学术界多方合作提供建议参考。

1 数据来源及方法

对Web of Science 核心合集数据库收录的6G技术领域SCI 科技论文进行数据采集。Web of Science 核心合集数据库是获取全球学术论文的重要数据库，收录了12 000 余种具有世界权威性、高影响力的学术期刊，内容涵盖自然科学、工程技术、生物医学、社会科学、艺术与人文等领域。该数据库收录的论文具有一定的代表性，能够反映基础研究的前沿性和高水平。

对重点科技领域6G 技术进行检索，数据采集时间范围为2013—2022 年，经过数据清洗和查重，并利用Python，Excel 等数据处理工具对发表时间、国家和机构等字段进行提取、统计、挖掘和分析；最终共获取6G 技术领域相关科技论文数据1 891 篇。经统计，中国在6G 领域产出科技论文785 篇，中国国际合作的SCI 科技论文产出400 篇，在国际合作科技论文中，中国以第一作者发表的科技论文292 篇。

本研究利用情报计量方法和社会网络分析法分别从科技论文产出概况和中国国际合作情况两个角度全面揭示6G 基础研究现状。从全球角度对比国家、机构研究实力；从国际合作角度，揭示全球和中国基础研究行为特点。

2 全球6G技术领域SCI科技论文产出概况

2.1 时间分布

移动通信技术基本每隔10 年升级一代。对2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 科技论文产出进行统计分析（如图1所示），可以看出，随着2019年5G 技术的正式商用落地，基础研究的重心已经开始逐步转移到6G 技术上。尤其是2020—2022 年，6G 技术基础研究呈现明显加速趋势。

图1 2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 科技论文产出趋势

当前6G 基础研究主要经历了两个主要阶段，分别为探索研究阶段和加速研究阶段。探索研究阶段（2013—2018 年）：该阶段的研究特点是高水平、高质量的SCI 论文产出数量较少，研究处于摸索阶段。从图1 中可以看出，2019 年之前SCI 科技论文产出数量均在22 篇及以下，基础研究成果较少。加速研究阶段（2019 年至今）：该阶段的研究特点是高水平、高质量的SCI 论文产出数量开始增多，研究成果产出速度呈现翻倍的加速态势。从图1 中可以看出，2019 年之后SCI 科技论文产出数量迅速增加，已经从2019 年的44 篇增加到2022 年的982 篇。

2.2 国家分布

得益于5G 技术的全球领先，中国在6G 基础研究方面已经形成了的竞争优势。对2013—2022 年全球SCI科技论文产出国家进行统计分析（如图2所示），可以看出，全球各国在6G 技术领域的科技论文产出存在明显的数量差距，中国凭借785 篇SCI 科技论文产出排在全球首位。

图2 2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 科技论文产出排名前10 位国家分布

以中国、美国、印度、英国和加拿大等为代表的国家注重6G 技术的基础研究，SCI 科技论文产出数量占全球总量的88%，是6G 基础研究的主要国家。其中：中国SCI 科技论文产出785 篇，占全球总产出量的42%；美国SCI 科技论文产出298 篇，占全球总产出量的16%；印度SCI 科技论文产出219 篇，占全球总产出量的12%；英国SCI 科技论文产出191 篇，占全球总产出量的10%；加拿大SCI 科技论文产出177 篇，占全球总产出量的9%；其他国家（如沙特阿拉伯、韩国、意大利、澳大利亚、日本等）SCI 科技产出均在134 篇以下，科技产出总量占全球市场的29%，是6G 技术基础研究的重要补充力量。

2.3 机构分布

当前6G 技术研究的主体是大学和研究机构（如表1 所示）。对2013—2022 年全球SCI 科技论文产出机构进行统计分析，可以看出，中国、芬兰、美国和韩国等国家/地区的相关组织机构在6G 技术基础研究方面处于世界领先地位，以中国的北京邮电大学、西安电子科技大学、东南大学、清华大学和电子科技大学等为代表的组织机构是全球6G技术发展的主要推动者。

表1 2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 科技论文产出排名前10 位机构分布

2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 科技论文产出排名前10 位的组织机构中中国机构的研究实力最强。北京邮电大学（81 篇）SCI 科技论文产出量排名全球第一位。其他排名前5 位的中国机构为西安电子科技大学（59 篇）、东南大学（55 篇）、清华大学（49 篇）和电子科技大学（47 篇）。芬兰的奥卢大学是全球首个发布6G 白皮书的组织机构[7]，同时是排名前10 位的机构中唯一的欧洲组织机构，其6G 技术领域SCI 科技论文产出量在全球排名第6 位（41 篇）。普林斯顿大学（10 篇）、亚洲大学（32篇）也积极参与到6G技术相关研究中。

3 全球6G技术领域SCI科技论文产出国际合作情况

3.1 科技论文产出全球合作

从全球合作视角来看，在6G 基础研究方面，以中国、美国、英国、加拿大、印度、沙特阿拉伯、韩国、澳大利亚、巴基斯坦和法国等为代表的国家合作次数排名靠前，在合作网络中处于关键位置（如图3 所示）。

图3 2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 科技论文产出国家合作网络

从合作主导性来看，第一作者为本国科研人员的科技论文占本国国际合作论文总数的数值越大，反映其基础研究主导性越强。在国际合作论文中，定义第一作者为本国科研人员的科技论文为“主导性论文”；第一作者非本国科研人员的科技论文为“参与性论文”。如表2 所示，中国、印度和巴基斯坦的主导性论文占比均超过40.00%，说明其在基础研究中偏主导性；美国、加拿大、澳大利亚和法国主导性论文占比为20.00%左右，说明其在合作中更偏参与性。

表2 2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 国际合作论文产出排名前10 位国家分布

表3 2013—2022 年中国6G 技术领域国际合作SCI 科技论文产出趋势

从合作行为特点来看，通过对2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 国际合作论文产出排名前10 位的国家进行合作网络分析，可以看出，各国除了重视国内合作外，也重视加强与其他国家的合作研究，尤其是与中国的合作研究。中国合作强度最高，与排名前10 位的其他国家合作次数最多（如图4 所示，气泡大小的代表合作次数，对角线数值如“中国—中国311 次”代表中国与排名前10 位的其他国家合作的总次数为311 次）。在全球合作排名前10 位的国家中，中国与美国（114 次）、英国（89 次）、加拿大（77 次）、澳大利亚（40 次）、韩国（31 次）的基础研究合作次数较多。美国合作强度在全球排名第2 位（224 次），美国除了加强与中国合作外，也重视与英国（38 次）、加拿大（31 次）、韩国（27 次）之间的联系。印度重视与沙特阿拉伯（93 次）之间的合作。值得注意的是，英国、加拿大、韩国、澳大利亚、巴基斯坦、法国等均重视与中国的合作。

图4 2013—2022 年全球6G 技术领域SCI 科技论文产出排名前10 位国家合作关系气泡图

3.2 科技论文产出中国合作

3.2.1 论文产出的时间分布

中国6G 技术领域SCI 科技论文产出趋势与全球的趋势基本保持一致。对2013—2022 年中国6G技术领域SCI科技论文产出进行统计分析（如图5所示），可以看出，中国6G 技术基础研究在2019 年之后进入加速发展阶段，其在6G 技术领域SCI 科技论文产出数量快速增加。

图5 2013—2022 年中国6G 技术领域SCI 科技论文产出趋势

在基础研究工作中，中国注重加强多方合作和提升国际合作研究的主导性（如表4 所示）。2019—2022 年中国6G 技术领域SCI 科技论文产出中，国际合作论文比例已经提升至50%左右，侧面说明了中国注重合作型研究。在此时期，中国6G 技术领域发表的主导性论文占国际合作论文总数量的比例也保持在70%左右的水平，侧面说明中国在国际合作中具有一定的研究主导性。

3.2.2 论文合作国家

对2013—2022 年中国6G 技术领域SCI 科技论文产出合作国家进行分析（如图6、表5 所示），可以看出，在6G 基础研究方面，中国与美国、英国、加拿大等国家的合作研究关系密切。

表5 2013—2022 年中国6G 技术领域国际合作排名前10 位国家SCI 科技论文分布

图6 2013—2022 年中国6G 技术领域SCI 科技论文产出排名前10 位合作国家分布

从科技论文合作产出水平来看，中国与美国合作数量较多（114 篇），其次是英国（89 篇）和加拿大（60 篇）。其他国家如澳大利亚（31 篇）、新加坡（21 篇）、韩国（22 篇）、印度（20 篇）、日本（19 篇）、沙特阿拉伯（17 篇）、巴基斯坦（10 篇）也是中国研究合作的重要伙伴国家。在上述研究合作中，中国的主导性论文占比均超过50%，说明了中国在国际6G 基础研究合作项目中，起主导性作用。

3.2.3 科技论文合作机构

2013—2022 年中国6G 技术领域国际合作SCI 科技论文产出排名前10 位的机构进行分析（如图7 所示）。可以看出，中国机构中以西安电子科技大学、北京邮电大学、电子科技大学等为代表的机构注重基础研究合作，在合作网络中处于关键位置。

图7 2013—2022 年中国6G 技术领域国际合作SCI 科技论文产出机构合作网络

在中国机构中，6G 技术领域国际合作SCI 科技论文产出排名前10 位的机构分别为西安电子科技大学（37 次）、北京邮电大学（35 次）、电子科技大学（31 次）、东南大学（23 次）、南京邮电大学（19 次）、清华大学（19 次）、北京航空航天大学（17 次）、中国科学院（15 次）、北京交通大学（15 次）、上海交通大学（14 次）。

进一步对全球合作机构进行分析，提取2013—2022 年与中国6G 技术领域国际合作SCI 科技论文产出排名前10 位机构合作最多的国际机构（如图8 所示），可以看出，中国机构与国际机构合作关系密切，合作关系存在较大差异：（1）西安电子科技大学与美国休斯敦大学（6 次）、韩国庆熙大学（5 次）、挪威奥斯陆大学（4 次）合作关系密切。（2）北京邮电大学与英国玛丽女王大学（4 次）、美国休斯敦大学（3 次）合作关系密切。（3）电子科技大学与挪威奥斯陆大学（5 次）、新加坡科技设计大学（3 次）、新加坡南洋理工大学（3 次）、巴黎萨克雷大学（3 次）合作关系密切。（4）南京邮电大学与新加坡科技设计大学（3 次）、日本东北大学（3 次）合作关系密切。（5）清华大学与美国普林斯顿大学（3 次）合作关系密切。（6）上海交通大学与澳大利亚新南威尔士大学（4 次）、巴黎萨克雷大学（4 次）、新加坡科技设计大学（3 次）合作关系密切。

图8 2013—2022 年中国6G 技术领域国际合作SCI 科技论文产出排名前10 位机构合作关系气泡图

4 结语

通过对全球6G 技术领域科技论文进行研究，从全球科技论文产出概况和国际合作角度全面揭示了当前基础研究的现状，得出以下结论。

从全球科技论文产出概况来看：

（1）随着2019 年5G 技术正式商用落地，信息通信基础研究的重心已经开始逐步转移到6G 技术领域。6G 技术基础研究已经进入加速阶段，科技论文产出呈现明显加速趋势，未来3～5 年是技术研发的关键时期。

（2）中国、美国、印度、英国和加拿大等国家是6G 技术基础研究大国，2013—2022 年上述国家在6G 技术领域的科技论文产出数量占全球总量的88%，是推动6G 技术发展的重要国家。得益于5G技术的全球领先，中国在6G 基础研究方面已经形成了一定的竞争优势，并且在基础研究项目中具有一定的主导性。

（3）大学、研究机构是6G 技术基础研究的主体，以北京邮电大学、西安电子科技大学、东南大学、清华大学和电子科技大学等为代表的组织机构是全球6G 技术发展的主要推动者，同时奥卢大学、普林斯顿大学和亚洲大学的基础研究动向也应受到关注。

从国际合作角度来看：

（1）全球视角下，以中国、美国、英国、加拿大和印度等为代表的国家合作次数排名靠前。从合作的行为特点来看，各国之间均重视加强基础研究合作，尤其重视与中国之间的合作。

（2）中国重视合作，也重视提升国际合作研究的主导性。2013—2022 年在中国6G 技术领域的科技论文产出中，其国际合作论文占比已经达到了50%左右。在国际合作论文中，中国主导性论文占比已经达到了73%左右，与加拿大、澳大利亚等主要国家的合作中，主导率分别达到了77.92%和77.50%，甚至超过了整体水平，凸显中国在6G基础研究中国际合作率高、国际合作中的研究主导性强的特征。

（3）以西安电子科技大学、北京邮电大学、电子科技大学、东南大学、南京邮电大学和清华大学等为代表的机构注重基础研究合作，在合作网络中处于关键位置。上述机构当前已经与美国、日本、韩国、英国、法国、挪威、澳大利亚和新加坡等国家的相关大学展开了广泛合作。