专利视角下全球智能网联汽车技术竞争态势分析
1. 100044；2. 100044） （ 北京市科学技术情报研究所，北京 北京科技战略决策咨询中心，北京
【摘要】全面分析了主要国家在智能网联汽车（ ICV）领域的技术竞争态势，以为国内 ICV技术及产业发展提供参考。在系统梳理ICV 概念、内涵及产业链的基础上，从技术研发趋势、技术竞争区域、技术竞争主体、专利价值等角度，对全球ICV专利进行计量分析，并对主要国家的专利进行对比分析。研究发现：当前ICV处于高速发展期，各国ICV技术研发侧重点有所不同； ICV技术排名前20位专利权人均来自企业，且不同类型企业关注点亦不相同；美国专利技术影响力最大，中国专利技术虽近年发展迅速，但技术质量有待提高。主题词：智能网联汽车 专利分析 竞争态势 技术竞争情报U471.1；G353.1 A 10.19620/j.cnki.1000-3703.20201349中图分类号： 文献标识码： DOI:
1 前言
随着信息通信、互联网、大数据、云计算、人工智能等新技术在汽车领域广泛应用，汽车正加速向智能化转变，智能汽车已成为未来汽车工业乃至人工智能产业的
European Patent Office，
战略发展方向。欧洲专利局（
EPO） European Council for
联合欧洲汽车研发委员会（
Automotive Research and Development，EUCAR） 2018
于年发布的报告《专利与自动驾驶汽车——自动驾驶背后
2025
的发明》指出，自动驾驶汽车预计将从 年开始投入商业应用，并可能引发交通变革[1]。据波士顿咨询公司
Intelligent and Connected Vehicle，
预计，智能网联汽车（
ICV） 2018 20 2035
从 年起将迎来持续 年的高速发展，到
25%
年将占全球 左右的新车市场[2]。
2015 2025
自 年国务院印发《中国制造 》行动纲领以来，工信部、发改委、科技部等部门陆续颁布了多项政策措施[3- 8]，在基础设施、技术研发、法规标准、产品监管、
ICV
网络安全等方面大力发展 技术及产业。在全球科技竞争的环境下，以美日欧为代表的汽车
ICV
发达国家和地区均将 作为未来发展的重要战略方向，全方位推进其产业化进程[9]。基于以上背景，本文系
ICV
统梳理 的概念、产业链，并利用专利信息详细分析
ICV
全球 行业的技术竞争态势。
2 数据来源及方法
Clarivate Analytics）
本文分析数据来源于科睿唯安（
Derwent Innovation，DI）
公司的德温特创新平台（ 和思保
CPA Global） Innography DI
环球（ 公司的 检索分析平台。
156 /
包含的专利数据来自全球 个国家地区。其中的德
Derwent World Patents Index，DWPI）
温特世界专利索引（
50
包含世界各地 家专利授予机构的增值专利信息，涵盖
6 000 3 000
多万个专利和近 万个同族专利。德温特专利
Derwent Patents Citation Index，DPCI） 1
引文索引（ 包含
900 Innography
多万个同族专利的增值专利引用信息。 检
100 1
索分析平台可查询获取 多个国家 亿多篇专利文献及
22
其法律状态，其中包括 个国家的专利全文数据，此外，还收录来自邓白氏商情数据库及美国证券交易委员会等的专利权人财务数据、美国专利诉讼数据和商标数据。
ICV
对 进行技术分解，涉及车辆、信息交互和基础支撑三大类技术，包含智能感知、智能决策、控制执行、通讯网络、数据及平台、技术设施、地图与定位导航、人
9
机交互等 类子技术[10]。结合专家意见，排除数据、平台、技术设施等通用技术，对感知、决策、控制执行、通讯
6 ICV
网络、地图与定位、人机交互等 类 核心技术专利
+“
进行检索。检索方式采用“技术关键词” 国际专利分
International Patent Classification，IPC）/
类号（ 德温特手
Derwent Manual Code，MC）”
工代码（ 进行组合检索，关键词包括：智能网联、自动驾驶、无人驾驶、智能驾驶、人机共驾、车辆状态识别、驾驶员状态识别、交通信息识别、物体检测、汽车雷达、车载相机、传感器融合、路径规划、态势预警、行为决策、巡航控制、车辆运动控制、自动制动、车道保持、牵引和稳定控制、车载位置估计、驾驶
V2X V2V V2I V2P Internet of Vehicle）
辅助、车联网（ 、 、 、 、 、
LTE- V DSRC Telematics）
车载通讯（ 、 、 、卫星定位、车载
GPS BDS
、车载 、高精地图、高精定位、人机交互、语音识别、手势识别等及相应扩展技术关键词。同时排除有关无人驾驶飞行器、航行器等关键词和分类号，经过清洗， 34 509 2020 5
得到 条记录，检索日期为 年 月。由于专利
2019~2020
公开时间的滞后， 年的数据仅供参考。
ICV
在梳理 的概念与内涵、产业链的基础上，本文采用文献计量、数据挖掘等方法，分析平台和工具采用
DI Derwent Data Analyzer，
、德温特数据分析软件（
DDA） Innography Excel
、 、 等，提取和统计专利申请公开时间、技术分类、优先权国家、专利权人、专利强度等字段，从专利技术研发趋势、专利技术竞争区域、专利技术
ICV
竞争主体及专利价值等维度分析全球 技术专利，明
ICV
确中国 技术的全球竞争地位，借鉴国外技术研发和
ICV
布局策略，为国内 技术发展及产业投资提供参考。
3 智能网联汽车概述3.1 智能网联汽车概念和内涵
2025
《中国制造 》将“智能汽车”与“互联网汽车”等
2025
概念统称为“智能网联汽车”，在《〈中国制造 〉重点
2015 ICV
领域技术路线图（ 年版）》中， 的定义为：“搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车内网、车外网、车际网的无缝链接，具备信息共享、复杂环境感知、智能化决策、自动化协同等控制功能，与智能公路和辅助设施组成的智能出行系统，可实现‘高效、安全、舒适、节能’行驶的新一代
ICV
汽车[11]”。 可提供更安全、更节能、更环保、更便捷的出行解决方案，是国际公认的未来发展方向和关注焦
ICV
点。 与车联网、智能交通系统、无人驾驶汽车之间
1
有紧密的相关性，如图 所示。
汽车智能化是提高车辆安全性、经济性及驾驶舒适性的主要技术手段，汽车网联化是交通管理、信息服务的主要实现方式。随着电子、通信技术的进一步发展，汽车的智能化、网联化逐步走向融合，形成了智能网联
ICV化汽车。智能汽车属于智能交通大系统，而 属于智能汽车与车联网的交集，无人驾驶汽车是汽车智能化、网联化的终极发展目标[12]。
3.2 智能网联汽车产业链
产业链的本质是用于描述一个具有某种内在联系的企业群结构。产业链中大量存在着上下游关系和相互价值的交换。上游环节向下游环节输送产品或服务，
下游环节向上游环节反馈信息[13]。
ICV
产业链涉及汽车、电子、通信、互联网、交通等
2
多个领域，如图 所示，按照产业链上下游关系，具体涵
4 智能网联汽车技术专利竞争态势4.1 专利技术研发趋势
4.1.1
专利申请公开趋势
ICV 3 ICV
全球 专利申请公开趋势如图 所示： 技术
20 70 20
相关专利公开起始于 世纪 年代，在起初 多年中
20 90
专利公开量较少，大多进行探索性研究；从 世纪 年
1997 2010
代中期开始呈现上升趋势，分别于 年和 年达
2019 1998~2010
到小高峰，至 年达到顶峰，其间， 年增长
2012~2014 2015
相对缓慢， 年增长快速， 年以后高速增
10 83%
长，近 年专利申请占比达 。
盖感知、决策、执行、通信等上游关键系统，智能驾驶舱、
ICV
自动驾驶解决方案、 整车等中游系统集成，以及出行服务、物流服务、数据增值等下游应用服务。
ICV 4 3
全球 技术生命周期如图 所示，综合图 和图
4， ICV 5
大致可将 技术发展分为 个阶段：
a. 1994
萌芽期： 年以前，处于探索性研究阶段，专
1984
利数量和专利权人数量均很少。代表性事件有 年
Defense Advanced Research
美国国防高级研究计划局（
Projects Agency，DARPA） Autono⁃
发起的自主地面车辆（
mous Land Vehicle，ALV） 1986 ·
计划，以及 年卡耐基 梅
Carnegie Mellon University，CMU） NavLab
隆大学（ 研制的系列智能车辆。
b. 1994~2000
缓慢发展期： 年，专利数量和专利权人数量上升，但增幅不大。此阶段，欧美发达国家开始
Intelligent Traffic System，ITS），
研究智能交通系统（ 而汽
ITS
车的智能化和网联化是 的重要研究领域。在各国
ITS ICV
项目支持下， 领域开始大规模技术研究。同时，以丰田公司为首的企业开始无人驾驶系统的研发，使
1997
年专利公开量达到小高峰。
c. 2001~2010
第一阶段快速发展期： 年，专利数量和专利权人数量快速增长，由于前期技术积累和计算
DARPA
机、通信等技术发展，以及 无人驾驶挑战赛的推
ICV
动， 技术步入快速发展期。
d. 2011~2014 2011
第二阶段快速发展期： 年， 年
2010
较 年专利数量小幅下滑，随后专利数量和专利权
人数量较快增长。经过技术积累和调整，技术方向趋于
2011 6
成熟。其中， 年 月美国内华达州通过了首部自动驾驶汽车上路行驶的法律，自动驾驶风潮席卷全球，传统车企、互联网科技公司、零部件供应商等不断加入技术研发，专利数量快速增长。
e. 2015
高速发展期： 年开始，专利数量和专利权
37%
人数量爆发式增长，年均增长率达 。随着新一轮科技革命加速推进，人工智能、大数据、云计算、物联网等
ICV
新技术发展日新月异，在政策与资本加持下， 技术
2019
成为产业创新热点和发展制高点，专利数量在 年
2019
达到顶峰（尽管 年数据部分缺失）。4.1.2
专利技术领域
ICV IPC 1 ICV
全球 专利主要 分布如表 所示，全球
10 IPC 57%，
专利排名前 位的 大组专利数量占比达 分布
G B IPC
在 部（物理）和 部（作业；运输），各 大组专利数占
G08G01（21.7%） G05D01（17.7%） B60W30
比分别为 、 、
15.3%） G01C21（7.7%） B60W40（7.5%） B60W50
（ 、 、 、
7.4% B60R21（6.5% G06K09（4.1% B60R16
（ ）、 ）、 ）、
3.9%） B60W10（3.8%）
（ 、 。涉及的技术主要分布在车辆控制、智能驾驶辅助、定位导航、状况识别等领域，具体
G08G01）； G05D01）；
包括：防撞系统（ 车道控制（ 巡航控
B60W30）；
制、车距控制、主动避碰、车道保持（ 路网导航
G01C21） B60W40）；
（ 、周围状况识别（ 人机交互
B60W50）； B60R21）
（ 乘客及行人保护（ 、图形图像字符
G06K09）； B60R16）；
识别（ 电路或流体管路（ 制动转向
B60W10）
及动力控制（ 。
ICV IPC
全球 专利主要 大组近年公开趋势如图
5 10 IPC B60R21
所示，排名前 位的 大组中，除 外，几
G05D01 G08G01
乎都呈现快速增长趋势，尤其是 、 、
B60W30 B60W50 B60W40 G01C21 G06K09，
、 、 、 、 为近
G08G01 B60W30 ICV
年研究的热点，其中 、 一直是 技
G05D01
术的研究热点。 近年增长尤为突出，从2016 363 2019 1 754
年的 项连续暴增至 年的 项，远
2 G08G01，
超第 位 即车道控制技术是近年最突出的研究热点。
B60R21 ICV IPC
总体来看，除 外，全球 技术专利各大组专利公开量正处高速增长阶段，国内研发和投资机构应抓住时机，注重技术创新，占据主动地位。
4.2 专利技术竞争区域
ICV 5
全球 优先权专利数量排名前 位的国家（地区）分别是中国、日本、美国、德国、韩国，其优先权专利
92%， ICV
数量之和全球占比达 显示出 技术竞争具有高度的地域集中性。
4.2.1
优先权专利数量与趋势
ICV 6
主要国家（地区） 优先权专利数量与趋势如图
39.1%，
所示，中国优先权专利全球占有率 在数量上处
2006 2011
于领先地位，但在 年以前一直排在最后， 年以
2012 93.6%
前专利申请量均较低，此后迅速增长， 年以
2015
的增长率赶超日本跃居第一。 年以来，专利申请
123.5%，
年均增长率达 远超过其他国家（地区），属技术积累薄弱但发展迅猛。
22.5%
日本和美国优先权专利全球占有率分别为
14.8%， 2 3 2012
和 位列第 位和第 位。日本在 年以前
1 2012 2013
一直排名第 位， 年被中国超越， 年被美国
3
赶超，此后一直排在第 位。可见，日本在很长时间内一直保持着数量领先，技术积累深厚，但近年来增
2013
长动力较中、美明显不足。美国在 年以前未表现出明显的竞争优势，但随后增幅较大，数量上一直
2
排名第 位。
10.1%
德国和韩国优先权专利全球占有率分别为
5.9%， 4 5 2013
和 位列第 位和第 位，德国在 年以前一直
4
与美国不相上下，仅次于日本，随后一直排名第 位。韩国近年来专利申请量相对较少，和德国一样，增长动力略显不足。
2011~2013 ICV
可见， 年是主要国家（地区） 技术竞争的重要时期，经过几年的发展，打破了保持数十年的
21 2 10 ICV
竞争次序， 世纪第 个 年成为 技术的发展关键期。
4.2.2
专利技术领域
ICV IPC
主要国家（地区） 专利主要 技术领域分布如
7 ICV
图 所示，各国家（地区）在 专利主要技术领域均有布局，尤其是巡航控制、车距控制、主动避碰、车道保持
B60W30）， G08G01）， G05D01），
（ 防撞系统（ 车道控制（
B60W40）， B60W50）
周围状况识别（ 人机交互（ 等领域专利数量居多，竞争尤为激烈。
B60R16）
中国在电路或流体管路（ 技术领域排名第
1 G05D01 G08G01
位，具有较强优势，在 、 、图形图像字符
G06K09） B60R21）
识别（ 和乘客及行人保护（ 等技术领
2
域排名第 位，也具有一定的技术优势。
10 IPC 7
日本在排名前 位的 大组中，在 个技术领域
1 G08G01
排名第 位，具有突出的技术优势，包括 、
B60W30 G01C21） B60W40 B60W50
、路 网 导 航（ 、 、 、
B60R21 B60W10），
、制动转向及动力控制（ 尤其是
G08G01 B60R21 B60W30 G01C21 B60W10
、 、 、 、 领域，专利
G06K09 B60R16
数量远超其他竞争对手。在 、 领域竞争
G05D01 G06K09
力较弱。美国在 、 领域优势明显，分别
2 344 508 1
以 项和 项优先权专利排名第 位，其次在
G01C21 B60W30 B60W10
、 、 等领域具有相对技术优势，
B60R21 B60R16
在 、 技术领域竞争力较弱。德国在
B60W30 B60W40 B60W50 B60R16
、 、 、 等领域具有一定的
B60R21 G05D01 G01C21
竞争实力，在 、 、 等领域实力较
B60W40
弱。韩国在 技术领域有一定的技术实力，在其他领域相对较弱。
4.3 专利技术竞争主体
4.3.1 20
全球排名前 位研发机构专利申请数量及趋势
8
主要国家（地区）专利权人申请数量如图 所示，全
ICV 20
球 专利排名前 位专利权人均为企业，可见企业
ICV ICV
是 技术研发的主体。日本、美国、德国在 技术上的研发实力雄厚，尤其是丰田、三菱、日产、本田、大
20
众、戴姆勒、福特、通用等传统车企。排名前 位专利
9 3
权人中，传统车企占了 席，互联网车企占了 席，分别
Waymo Uber，
是百度、 和 其他为一级供应商。中国入围
3 6 14
的 家企业是百度、华为和中兴，分别排第 位、第 位
18
和第 位。
主要国家（地区）专利权人的优先权年专利申请量
2 Waymo
如表 所示，互联网车企发展迅猛， 、百度和
Uber 3 2009~2019 2
家企业 年专利申请量分别排在第
4 6 Waymo 2010
位、第 位和第 位。 从 年开始有专利申
2012~2013
请， 年间研发投入较多，随着测试里程不断
2012~2014
增加和领军人才加盟，其 年的专利申请量2016 ICV
百度起步相对较晚，从 年开始有大量 专
2016 108 2016~2019
利申请，且 年申请量就达 项， 年申
1 ICV
请量暴增，跃居第 位，显示了其对 技术的前期积累和重大战略投入，迅速抓住市场机遇和技术空白，具有较强的竞争潜力。传统车企和一级供应商专利布局时间较早，且几乎
1 714
每年都有专利申请，丰田公司以 项专利申请排名
1
第 位，远超其他竞争对手，技术实力雄厚。丰田、福特、通用、本田等近年专利申请增长趋势较为明显，随着竞争愈发激烈，其他传统车企和供应商的专利申请量呈现出增长乏力的态势。
4.3.2 20
全球排名前 位研发机构技术领域分布
ICV 3 20
主要专利权人的技术领域分布如表 所示，前
G05D01 G06K09 B60R16
家研发机构除 、 、 领域专利申请
7
占有率相对较低外，在其他 大技术领域专利占有率均达
50% B60R21 62.1% 20
左右， 技术领域达 。跟踪这 家机构
ICV ICV
的 技术研发，基本可掌握全球 技术发展动态。1 2014
跃居第 位，但由于 年改组和技术人员离职，及近2015
年来竞争对手增多导致其技术研发趋缓， 年以后渐有回落。
G05D01）
中国企业除比较关注车道控制（ 外，百度还
B60W30）
在巡航控制、车距控制、主动避碰、车道保持（ 、
G06K09） G01C21）
图形图像字符识别（ 、路网导航（ 等领域专利布局较多，且具有较强的技术优势。
G08G01）
在防撞系统（ 领域，丰田、电装、日产、三菱、爱信、本田等日本企业具有明显技术优势。在车道
G05D01） Uber Waymo
控制（ 领域，除百度外，丰田、 、 均具
Waymo
有较强的实力， 尤其注重车道控制技术。在巡
B60W30）
航控制、车距控制、主动避碰、车道保持（ 领域，丰田、现代、博世、电装和大众技术领先优势明显。在路
G01C21）
网导航（ 领域，丰田、爱信、电装、日产等企业技
B60W40）
术布局较多。周围状况识别（ 领域，丰田、现代、电装、戴姆勒、大众等企业实力突出。在人机交互
B60W50）
（ 领域，丰田、大众、电装、博世等具有技术优
B60R21）
势。在乘客及行人保护（ 领域，丰田、电装、日
G06K09）
产等企业布局较多。在图形图像字符识别（ 领
Waymo Uber
域，百度布局最多，其次是丰田、 、 等。在电