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從專利申請看人工智慧AI應用趨勢

【李淑蓮╱北美智權報 編輯部】

※如欲轉載本文,請與北美智權報聯絡

毫無疑問的,人工智慧AI是近幾年科技業界的顯學,早期可能只是覺得AI很炫,像是互動式AI機器人或是打敗圍棋世界冠軍的AlphaGo等等,一般人對AI的應用還不太了解。然而,近2年新冠疫情肆虐,AI技術只是小試牛刀,已經讓人大開眼界;像是智慧測溫、智慧醫療、智慧運輸等等,這些應用都是無接觸式完成的,大大降低了染疫風險。其實,AI的應用又豈止如此,從近年來申請數量不斷攀升的AI專利來看,AI技術的發展仍有一段路要走,也有許多潛在的應用市場待開發。

如果要觀察一項技術在市場的發展,產量、產能、產值…這些都已經是後端的數據了,如果有什麼偏差的地方需要修正,能修正的幅度通常是有限的;如果是面對發展很活絡的市場,希望能跟風搭便車,這個時間點也似乎有點晚。加上近10年來國際大廠專利大戰甚囂塵上,讓一般民眾對專利的重要性也有較全面的了解,更遑論一眾任職科技大廠的研發工程師。如果要精準的避開侵權的危機或是挖掘技術尚未開發(或尚未完全開發)的商機,專利地圖是一件很適切的工具。然而,專利地圖一般來說只能針對比較窄的技術範圍作分析;例如,我們很少會製作一份「人工智慧」的專利地圖,因為人工智慧產業的技術範圍很廣,很難以一張地圖呈現,但如果把範圍縮小,聚焦在自然語言處理 (NLP),那一張專利地圖即可完整描繪此技術的發展情況。然而,專利地圖還有一點不足,就是很難從中看出技術的應用領域,亦即其終端市場。

因此,一般在還沒決定投入技術研發的階段時,多只會參考一些宏觀的專利統計數據,以求對大廠動態及市場應用有比較全面的了解。但同樣的,以這樣的方式去了解技術及市場發展也是有其不足之處。首先,專利是屬地主義,除非你的商品只限定在一個區域市場發展,否則必須要參考不同地區智財局(IPO)的數據,才能有接近全貌的概觀;其次語言也是一個問題,像是日商、韓商或中文語系的廠商,如果不申請歐美專利或是PCT,以我們一般習慣以英文進行關鍵字搜尋,出來的結果通常會是歐美大廠當道,反過來說,如果是以中文來搜尋,則難以呈現歐美大廠的戰績。

WIPO (World Intellectual Property,世界智慧財產權組織) 的專利數據原則上可以彌補以上提到的不足,因為其報告除了搜集世界各地專利局的統計數據外,更會深入分析5大專利局(USPTO、JPO、KIPO、EPO及CNIPA)的專利數據,但WIPO的報告畢竟是站在比較宏觀的角度,如果要更細膩的觀察,則必須輔以特定地區的IPO數據。因此,本文除了分享WIPO於2018年3月出版的「WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence」報告外,也會一併解讀兩大AI技術強國:美國及中國的相關專利報告,以期更全面的從專利申請看AI的應用趨勢。

從AI專利數量來看

如果從WIPO的AI相關專利數據來看,美、中、日很明顯是AI三大國。圖1顯示,截至2018年3月底為止,AI專利申請數前三名的國家分別是美國 (USPTO)、中國 (CNIPA) 和日本 (JPO),接下來按順序為WIPO、EPO及韓國 (KIPO)。這邊WIPO專利數指的是PCT專利數。

圖1. 各國專利局AI專利申請數 (前20大) (資料來源:WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence;2018/03/31)
圖1. 各國專利局AI專利申請數 (前20大) (資料來源:WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence;2018/03/31)

但如果以專利第一局來看,雖然前三名還是美、中、日,但排名順序卻是中國、美國及日本,如圖2所示。另外,在剔除了WIPO與EPO之後,韓國及德國專利局分別排名第四及第五。

圖2. AI 專利申請第一局申請量 (Source: WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence;2018/03/31)
圖2. AI 專利申請第一局申請量 (Source: WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence;2018/03/31)

看完WIPO的數據之後,來看一下USPTO的數據,當中有一些蠻有趣的發現。圖3為前16大於2008年1月1日至2018年12月31日獲USPTO AI相關專利之受讓人國家。從2008年初到2018年底,USPTO共授權了123,500件與AI相關的專利。美國專利權人擁有最多與AI相關的專利 (87,244)、其次是日本(9,787)和韓國(4,798)。台灣排名11(1,097),只落後排名第10的中國(1,199) 100件左右。從這裡可以明顯看出,同為AI大國的日本、韓國及德國,全球性的專利佈局就比中國強很多。再來看圖4應該就了解當中的端倪。

圖3. 前16大獲USPTO AI相關專利之 受讓人國家 (2008/1/1 ~2018/12/31) (資料來源:Artificial Intelligence Trends Based on the Patents Granted by the United States Patent and Trademark Office, HAMIDREZA HABIBOLLAHI NAJAF ABADI AND MICHAEL PECHT , (Life Fellow, IEEE), April 20, 2020)
圖3. 前16大獲USPTO AI相關專利之 受讓人國家 (2008/1/1 ~2018/12/31) (資料來源:Artificial Intelligence Trends Based on the Patents Granted by the United States Patent and Trademark Office, HAMIDREZA HABIBOLLAHI NAJAF ABADI AND MICHAEL PECHT , (Life Fellow, IEEE), April 20, 2020)

從圖4可見,中國的創新主體申請美國AI專利的腳步比其他AI大國晚很多,從2010年急起直追,到2018年才超越以色列,直逼德國。另一方面,也可以看到韓國於2011年始成長迅速,並於2018年超越日本。

圖4. USPTO 2018年度前6大與AI相關的專利數量最多之受讓人國家 (資料來源:Artificial Intelligence Trends Based on the Patents Granted by the United States Patent and Trademark Office, HAMIDREZA HABIBOLLAHI NAJAF ABADI AND MICHAEL PECHT , (Life Fellow, IEEE), April 20, 2020)
圖4. USPTO 2018年度前6大與AI相關的專利數量最多之受讓人國家 (資料來源:Artificial Intelligence Trends Based on the Patents Granted by the United States Patent and Trademark Office, HAMIDREZA HABIBOLLAHI NAJAF ABADI AND MICHAEL PECHT , (Life Fellow, IEEE), April 20, 2020)

從AI專利權人來看

圖5是WIPO的數據,是按專利家族數量排名前30位的AI 專利申請人,其中26家為企業,4家為學研單位。這個圖的數據相當有趣,從圖中可見,排名前10名的有美國企業、日本企業、韓國企業、德國企業,唯獨不見AI大國之一的中國企業。在前30大當中,中國企業僅有一家,就是中國AI專利第一大戶百度公司,排名26,僅有一千多個專利家族。這是不是可以解讀為百度的AI專利數量很多,但很多都是延伸案或分割案? 值得一提的是,在4家學研單位中,中國即占了3家 ,包括排名17的中國科學院、排名29的西安電子科技大學及排名30的浙江大學;以學研單位進行技術研發工作一向是中國的國家策略,也難怪全中國有70多家大專院校設有AI相關的科系,專責培育AI相關人才。

圖5. WIPO按專利家族數量排名前30位的AI 專利申請人 (Source: WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence;2018/03/31)
圖5. WIPO按專利家族數量排名前30位的AI 專利申請人 (Source: WIPO Technology Trends 2019 Artificial Intelligence;2018/03/31)

接下來看美國USPTO的AI專利權人數據。圖6是於2008年1月至2018年12月期間,擁有USPTO授予的與AI相關的專利前10大受讓人;毫不意外的,中國企業並沒有入列,因為從圖3即得知,中國企業的AI專利佈局美國的不多。

圖6. 擁有USPTO授予的與AI相關之專利數量最多的受讓人 (2008/1/1 ~2018/12/31) (資料來源:Artificial Intelligence Trends Based on the Patents Granted by the United States Patent and Trademark Office, HAMIDREZA HABIBOLLAHI NAJAF ABADI AND MICHAEL PECHT , (Life Fellow, IEEE), April 20, 2020)
圖6. 擁有USPTO授予的與AI相關之專利數量最多的受讓人 (2008/1/1 ~2018/12/31) (資料來源:Artificial Intelligence Trends Based on the Patents Granted by the United States Patent and Trademark Office, HAMIDREZA HABIBOLLAHI NAJAF ABADI AND MICHAEL PECHT , (Life Fellow, IEEE), April 20, 2020)

接下來要看的是中國CNIPA的AI專利數據。圖7是人工智慧中國專利前十大申請人專利申請數量,圖8是人工智慧專利權人中國專利授權數量,從申請量及授權量兩者的差距可以推斷說,這些申請人在最近幾年一定是大量申請AI專利,因為申請到授權有至少2-3年的時間差,有相當多已申請的專利尚未獲得授權。

還有一點值得注意的是,微軟及三星的AI佈局十分周延,特別是三星,除了在本國及美國外,對中國市場也同樣重視。

圖7. 人工智慧中國專利前十大申請人專利申請數量 (資料來源:《2020人工智慧中國專利技術分析報告》,國家工業資訊安全發展研究中心、 工信部電子智慧財產權中心;2020/11/13)
圖7. 人工智慧中國專利前十大申請人專利申請數量 (資料來源:《2020人工智慧中國專利技術分析報告》,國家工業資訊安全發展研究中心、 工信部電子智慧財產權中心;2020/11/13)
圖8. 人工智慧專利權人中國專利授權數量 (資料來源:《2020人工智慧中國專利技術分析報告》,國家工業資訊安全發展研究中心、 工信部電子智慧財產權中心;2020/11/13)
圖8. 人工智慧專利權人中國專利授權數量 (資料來源:《2020人工智慧中國專利技術分析報告》,國家工業資訊安全發展研究中心、 工信部電子智慧財產權中心;2020/11/13)


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