2023年专利视角下全球无人机行业技术竞争格局
2024-08-15孟繁昊赵云
2023年,无人机行业面临前所未有的机遇。世界无人机市场空前活跃,需求持续增长。国内法律法规日渐完善,行业进一步规范;无人机产品日渐成熟,科技创新和进步成效显著;新一代无人机研制发展形成行业共识,影响力进一步提高。
我国相关法律法规进一步完善。6月28日,中央军委、国务院颁布《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,自2024年1月1日起正式施行。《条例》以完善无人驾驶航空器监管规则为重点,对无人驾驶航空器从设计生产到运行使用进行全链条管理,标志着无人机产业迈入“有法可依”的规范化发展新阶段。随后8月2日,民航局印发《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》(征求意见稿),落实构建无人机全链条管理体系。12月,中央经济工作会议召开,提出打造低空经济等战略性新兴产业,为无人机行业发展进一步提供了广阔的空间。
无人机产品愈发成熟。10月13日,中国民用航空局向亿航智能颁发了EH216-S型载人无人驾驶航空器系统型号合格证(简称TC),这是全球首个获得该类合格证的航空器,是对整个eVTOL行业极具借鉴意义的突破。12月29日,联合飞机公司自主研发的TD550型无人直升机,正式获得由民航管理局颁发的特许飞行证,中国无人直升机走向商业运营阶段。
新一代无人机预研达成行业共识。10月,第二代无人机发展趋势研讨会在北京召开,会议认为当前航空业正面临以有人机为主向有人-无人机一体化(1.5代)过渡,经过10-20年发展,将全面无人驾驶化,在军用和民用无人机领域,研制第二代无人机成为未来发展趋势。11月,中国航空发动机集团公司召开“2023通用航空动力发展大会”,中国航空学会和北航联合召开“航空宇航智能制造大会”,分别研究如何满足大中型无人机航空发动机和大中型无人机制造需求,为第二代无人机的发展提供高质量航空发动机和智能制造。
无人机影响力进一步增强。12月20日,无人驾驶航空器入选由中国工程院院刊《Engineering》评选的“2023全球十大工程成就”名单,代表了工程科技领域最先进的技术水平和原创性突破,引领未来技术进步方向。
无人机市场与技术的蓬勃发展带来相关专利申请变化,而专利变化也侧面反映无人机行业的发展趋势与动态,因此对无人机技术相关专利进行检索,可以反映出全球无人机市场技术、企业及竞争情况。本文从专利角度分析2023年全球无人机技术的竞争格局。
全球无人机技术区域竞争格局
技术申请趋势:中国占比最高,印度异军突起
截至2023年12月底,全球无人机相关专利最大技术来源国仍是中国,相关专利申请10万余件,在全球占比70%以上;美国次之,申请16000余件,占比约12%;之后依次是韩国、日本和印度等国家。其中,2023年度新申请专利约17600件,来源于中国的专利技术占比更高,甚至达到85%以上,新申请专利数量达到15000件,美国排名第二,占比降低至5%以下;印度2023年相关专利申请接近500件,超过了韩国和日本,专利申请占比上升至全球第三,达到3%左右。
从近十年的专利申请趋势图中也呈现出该特点,2014年中日韩等国专利数量差距不明显,从2015年至今,中国无人机相关专利申请呈现了持续爆发式增长,从2015年的1800件增长至2022年接近2万件,与美日韩相关领域申请专利数量拉开差距。虽然数量上差距加大,但美日韩等国家专利申请也在稳步提升,2014年至2021年,各国均呈现了不同程度的增长曲线。2021年之后,印度开始异军突起,呈现迅猛增长的势头,2022年超过日本相关专利申请数量,2023年超过了韩国相关专利申请数量。此现象与印度相关政策驱动和创新鼓励有关。印度2021年发布了《2021年无人机规则》,同时先后出台了“生产挂钩激励计划”、有条件禁止无人机进口等在内的一系列法规,助力支持本国无人机产业发展。
专利布局流动:中国海外专利布局薄弱,大疆和智能道通为输出主力
近十年,中国申请专利10万余件,其中在美国申请专利仅774件,欧专局申请426件,日韩共申请300余件,整体国外申请专利数量占比不超过3%;而美国、欧洲、日本和韩国在本土申请专利占总申请比例分别为57.6%、30.9%、65.6%和87.9%。该数据显示我国专利国外申请数量比例最低,技术出口少,市场属性更为显著,同时这也表明了我国专利海外布局较为薄弱。
对我国主要的技术出口申请人进行分析发现,排名前三的公司分别为大疆、道通智航和小米科技。其中,大疆和深圳道通智航公司国外申请相关专利数量分别为350余件和200件,分别占比23%和13%,是我国无人机领域海外专利申请的主力厂商。
全球无人机技术申请人竞争格局
专利申请人集中度:TOP10集中度持续下降,新进入者增多根据专利申请数量进行排名,全球无人机相关专利TOP10申请人分别是
深圳市大疆创新科技有限公司、国家电网公司、广州极飞科技股份有限公司、深圳市道通智能航空技术有限公司、北京航空航天大学、高通股份有限公司、波音公司、南京航空航天大学、西北工业大学和WING航空有限责任公司,其中有三家国外企业,均为美国公司;七位申请人来自中国,包括4家公司和3家高校,排名前三的均为中国企业。
对排名TOP10的申请人在整体专利申请中占比的趋势进行分析发现,从2010年开始,TOP10申请人集中度持续下降,2010年前十申请人申请总数量在行业内占比高达50%以上,到2023年,该比例已经降至5%左右。同时结合公司专利申请趋势发现,TOP10申请人专利申请数量在该时间段内明显快速增长,这表明集中度下降的主要原因是无人机领域整体专利申请数量的增加,说明创新主体不断增多,创新活力愈发充足,竞争愈发激烈。
国内外重点公司专利布局特点分析
选取TOP20申请人中部分重点国内外申请主体,从技术分布和目标市场双维度解读其专利布局特点,以此一定程度反映公司的战略。主要国内外申请人选取大疆、国家电网、道通智航、北航、高通、波音、南航、WING航空公司、乐金电子公司以及以色列宇航公司。
中国央企、高校:中国央企和高校主要代表申请人为国家电网公司、北航、南航等,从技术分布来看,高校央企等均对于G05D1(使用自动驾驶仪控制陆地、水、空中或空间运载工具的位置、航向、高度或姿态控制)研究较多,国家电网相对均衡,但其共同点是几乎没有海外专利布局。这与申请人性质和职能需求有关。
中国民营企业:中国无人机企业代表包括大疆、深圳道通智航等。大疆无人机和道通智航技术分布重点均聚焦在G05D1(使用自动驾驶仪控制陆地、水、空中或空间运载工具的位置、航向、高度或姿态控制),此外大疆在G08G5(空中航行器的交通控制系统)、B64C39(其他飞行器)以及B64C27(旋翼机)等技术领域也有较多分布,这表明两家公司均将无人机控制作为技术核心,大疆则同时注重无人机交通控制配套系统以及特色旋翼机的研发。两家公司目前的专利申请主阵地均是中国,但在海外都拥有相当可观的申请数量,尤其是在美国。这表明两家公司均放眼全球,视野广阔,致力于成为国际化公司,业务与战略的相似使得两家存在较明显的竞争关系,未来很可能在海外开展激烈的市场争夺战,此前在美国两家公司的专利侵权诉讼案件已屡见不鲜。
海外申请主体:海外相关无人机申请主体包括高通、波音、WING航空公司、乐金电子以及以色列宇航公司等。
高通技术分布相对均衡,多聚焦在G05D1(使用自动驾驶仪控制陆地、水、空中或空间运载工具的位置、航向、高度或姿态控制)和G08G5(空中航行器的交通控制系统),而且专利申请布局地域十分广泛,这与其全球化的芯片业务相关,据悉高通将推出无人机CPU降低成本提高续航;
波音公司技术多分布在G05D1和B64C39(其他飞行器),重点研发大型无人飞行器,尤其是军民用无人机,布局市场聚焦在欧美日韩等地,重点覆盖北约组织成员国市场;
WING航空公司的技术分布则与其业务息息相关,作为谷歌旗下的无人机运输公司,技术集中在B64D1(在飞行中抛投、弹射、释放或接收物品、液体或类似物资),其主要布局市场为欧美、澳大利亚。
LG电子公司作为韩国企业,其专利布局特点颇具特色,其申请相关专利数量虽然不多,但十分注重韩国和美国市场,相比而言,在中国和欧洲专利申请量很少,这表明其可能主攻美国市场,战略性放弃其他市场。
以色列宇航公司在技术方面聚焦在G05D1(使用自动驾驶仪控制陆地、水、空中或空间运载工具的位置、航向、高度或姿态控制)和B64F1(地面装置或航空母舰甲板装置),这表明其注重将无人机技术与作战场景相结合,尤其是在舰船甲板等领域,具有较强的实战性。其专利主要布局在欧美和印度,上述市场是该公司的主要市场,拥有较多长期客户和合作经验。
德事隆诉大疆专利侵权案件分析及启示
2023年4月21日,美国德克萨斯州西区地方法院最终裁定大疆侵犯美国德事隆创新(Textron Innovations)公司两件美国专利,合计需赔偿2.789亿美元。这成为了近年来中国企业在美国被判赔偿最高的一起专利案件。
德事隆诉大疆无人机专利侵权始末
德事隆与大疆的专利侵权恩怨由来已久。据悉,2019年德事隆曾致函大疆,指责其盗用“远程控制无人机”和“自动悬停控制”技术,并提出将相关专利授权给大疆。然而,大疆认为该技术作为公用技术,且自身已具有技术储备,并未对此进行回应。
2021年7月19日,德事隆在美国德克萨斯州正式向大疆提起知识产权侵权诉讼,指控大疆侵犯其五项美国专利(US8014909B2、US8108085B2、US8078395B2、US9162752B2、US10243647B2)。德事隆与大疆的专利大战拉开序幕。2021年10月18日,大疆对专利侵权申诉进行答复并抗辩;2022年4月20日,法院举行听证会,双方对申请条款进行解释;2022年6月17日,德事隆再次提起诉讼,重申大疆侵犯其五项专利。
一波未平,一波又起。2022年9月9日,德事隆继续加强火力,指控大疆侵犯其新的四项美国专利(US8332082B2、US8682505B2、US11288972B2、US10275950B2),并提起诉讼。
大疆显然被德事隆连番专利诉讼轰炸打懵了,在回过神来之后,大疆也展开了反击。2023年1月18日,大疆对德事隆提起专利侵权诉讼,起诉德事隆侵犯其三件美国专利:US11482121B2、US11462116B2、US10640224B2。2023年5月29日,大疆开辟中国战场,对德事隆创新公司的中国专利ZL201811159540.9发起无效宣告挑战;随后7月13日,大疆再次诉讼德事隆侵犯其四件美国专利(US9126693、US9958874、US10692387、US10904755),矛头直指德事隆主营业务——直升机领域。
但大疆面临的形势不容乐观。2023年4月21日,法院陪审团针对第一起诉讼案件做出一致裁决,认为大疆直接且故意侵犯美国专利US8014909B2(“车辆控制系统”)的权利要求1、7、10和11;以及美国专利US9162752B2(“自动悬停飞行控制律”)的权利要求13。要求大疆分别就两项专利侵权赔偿0.307亿美元和2.482亿美元。自此大疆在第一起案件中败诉。
2023年10月,德事隆紧咬着第二起诉讼案件不放,针对该案件再次反诉大疆。同时大疆对涉案专利开展的无效申请也陷入困境,2024年2月13日,美国专利商标局上诉审判委员会(PTAB)经审理,拒绝了大疆对德事隆US10275950专利的无效请求;相反,2024年2月21日,德事隆对大疆US11482121B2专利的无效申请反而被美国专利商标局PTAB受理,按照美国规则,这意味着大疆的US10275950专利中至少有一个权利要求将被无效。对大疆来说,形势变得十分被动。
2024年2月29日,德事隆突然撤回针对大疆公司的诉讼,两方各自承担自己的费用、律师费和开支,自此两家公司达成和解,专利战告一段落。尽管在此次专利战争中大疆十分的努力,但种种审判结果均表明了对其都是不利的。这种情况下,与德事隆达成和解,大疆恐怕不得不付出更多的代价,外界甚至猜测大疆有可能向美国德事隆支付了巨额的专利费。
技术秘密与专利公开的矛盾,国家安全与企业利益的统一
第一起案件最终形成了明确的判决,其中最终被判定侵权的两项专利US8014909B2(简称909)和US9162752B2(简称752)均来自贝尔直升机公司(德事隆集团子公司),申请时间较早,均用于军用直升机领域。对两篇被侵权涉案专利进行具体分析发现,德事隆申诉的909专利中要求保护的技术核心点是随车功能的飞行控制系统,752专利中要求保护的技术核心则是自动悬停方法和飞行控制系统。2023年5月31日,美国相关部门做出多方复审IPR裁决认为自动悬停方法不具备可专利性,权利无效,因此涉案专利的技术点实际上均聚焦在无人机的飞行控制系统上。
从技术角度看,大疆公司作为无人机头部企业,飞行控制技术在2009年就已应用至无人机产品,明显早于德事隆集团2011年申请的涉案专利752。然而依据美国证据开示制度,大疆若要减轻或免除罚款,需证明自己未侵犯或故意侵犯该两篇专利,应公开其涉案专利源代码等。众所周知,飞行控制算法是无人机的核心技术,企业通常选择作为技术秘密进行保护,大疆公司作为技术领头羊更是重视商业秘密保护。德事隆公司则正是利用技术秘密不宜泄露的特点,使用可公开的专利对大疆进行攻击,使其在面临技术勒索和经济勒索中只能两害相权取其轻。
尽管大疆公司也明确表示,根据中国实体必须遵守中国的出口管制法的规定,考虑到国家安全,一些项目属于受出口禁令或出口许可证限制的技术,源代码不便公示,但是美国法院最终仍坚持大疆向德事隆公司提供源代码。然而在之后大疆起诉德事隆侵权案件中,面临同样的证据公示程序,德事隆则搬出美国《出口管理条例》,以国家安全为由试图终止程序,上演经典美式双标。显然,德事隆对大疆的起诉是一场蓄谋已久的勒索,其依靠本土市场优势,借助的是美国法律和政府的保护,对我国高科技国际化企业展开围堵,使用专利手段制造陷阱,从而达到套取我国高科技技术机密的目的。
启示及建议
此次专利侵权案件德事隆的胜诉,表明美国目前的知识产权营商环境对于中国企业已变得愈发复杂。未来的海外市场中,可能会有越来越多的外国公司以专利手段为引子对我国高科技企业展开攻击围堵。针对越发复杂险恶的海外经营环境,从知识产权角度,为我国高科技企业走出去、做大做强提供几点启示建议。
一是完善丰富我国相关法律法规。继续丰富我国相关的高科技技术出口等法律规定,为海外企业进行法律背书,使其在海外法律市场中有法可依,增强企业底气。同时完善法律内容,在保障国家安全基础上,赋予企业更大的自由权利,使其在知识产权纠纷中掌握更多主动权。
二是企业要保持与国家安全及利益的高度统一。高科技企业应将国家安全放到第一位,并与企业自身利益高度绑定。一方面在符合中国法律法规要求基础上,提前研究熟悉国外法律框架,在纠纷中寻找国外法律漏洞,利用国外法律保护权益;另一方面综合运用中国市场、技术、法律等本土优势针对竞争对手开展反击,掌握主动权,增强筹码,维护自身利益。
三是企业应加强知识产权侵权风险防范意识,开展专利预警以及海外知识产权布局。随着我国高科技企业逐渐走向国际,将会面临更多国外市场企业的知识产权攻击,企业应加强侵权风险防范意识,一方面在海外市场进行出口、销售等产品之前,开展充分的知识产权预警,作为日后潜在纠纷中非故意侵犯的有力证据;另一方面开展合理的知识产权布局,对于非核心技术机密进行适当专利保护或公开,形成合理知识产权组合,有效阻碍竞争者利用专利开展攻击。
结语
通过专利分析可以看出,近年来,我国在无人机领域的专利申请上突飞猛进,其中国内高校和企业均是申请主力,如大疆无人机、北航等;无人机领域技术竞争也进入白热化,TOP10的专利申请人专利申请占比逐年下降;而我国在海外市场虽然申请专利数量总数最高,但占整体申请专利比例仍与发达国家存在较大差距。同时,大疆无人机与德事隆专利侵权案件也进一步警示着我们海外知识产权市场环境愈发复杂,尤其美国市场对我国企业的打压力度愈发加强,我国无人机企业应提前准备,未雨绸缪,积极开展专利侵权预警和知识产权合理布局,积攒诉讼经验,增加对抗筹码,提高风险应对能力。