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量子科技專利布局:又是中國 No. 1?

【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

看到此篇的標題,讀者可能會覺得很奇怪:為什麼要加上一個問號?

北美智權報在過去刊期中,曾經做過不少不同技術領域的專利調查報導,當中許多高新科技,包括5G、6G、AI、稀土、第3代半導體……等等,中國在專利數量上都位居榜首;這次調查量子科技專利,看完初步資料時,發現中國在此領域的專利數居然又是排行第一,不禁驚訝的置疑。另一方面,提到中國在某些領域專利數量居首時,都有不少人置疑:「數量多不代表什麼,品質又如何?」因此,標題加上問號的第二個目的,是置疑中國在量子科技專利布局方面除了數量第一名外,品質是不是也同樣No.1?

為了寫這篇調查報導,筆者查閱了幾份近年的量子科技專利調查報告,發現中國雖然在整體量子科技專利數量上遙遙領先,但在一些個別領域中,仍有很大的成長空間。像在量子運算(Quantum Computing)的領域,美國專利量大大超越排行第二的日本(14%)及排行第三的中國(12%),以占比43%高據榜首。另外,在太空量子科技專利的領域,中國與美國可以說是在伯仲之間,美國略勝一籌,但中國在短期內有望超越。

分類介紹

據Relecura Technologies Pvt. Ltd.於2021年出版的專利調查報告「Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape」(下稱《報告》)指出,一些專家將量子技術分為兩個世代。第一代包括基於量子力學原理工作的晶體管、雷射激光等;第二代包括量子電腦、量子通信等。本文要介紹的《報告》都是關於第二代量子技術的。

量子技術是一個總稱,其涵蓋的技術領域很廣,且每天都在尋找新的應用。隨著大數據分析和機器學習的進步,我們可以比較輕鬆的全面分析量子技術的專利佈局。《報告》審視了過去五年內 (2015-2020)在量子科技領域提交的 44,394 件專利,這些專利是利用 Relecura 專利數據庫的綜合查詢獲取的。

《報告》將量子科技的重要技術分3大類,分別為(1)奈米科技:量子點(quantum dot)、(2)量子運算:量子退火技術(Quantum Annealing)、錯誤校正(Error Correction)、以及(3)量子密碼學:量子密鑰分發(Quantum Key Distribution)。另外有2個技術領域:超導體器件及量子傳感也被納入討論。從圖1可見,很多專利覆蓋2種或2種以上的技術領域。其中,大部分的專利落在奈米科技和電氣元件領域;而量子運算、量子通信和量子密碼學則是幾乎每2個領域之間都有對稱的重疊面積。

圖1. 量子科技於不同技術領域中之專利數量 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)
圖1. 量子科技於不同技術領域中之專利數量 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)

國家排名

《報告》顯示,截至2020年底,中國在量子技術的專利數量占主導地位,除了量子運算外,在其餘每一領域中所擁有的專利數量都是排名第2的美國的數倍。雖然在量子運算的領域,美國及中國只差數百件專利,但中國仍是該領域的榜首。(見圖3)

圖2. 各主要國家量子科技專利數量統計 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)
圖2. 各主要國家量子科技專利數量統計 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)

圖3. 各主要國家在不同量子科技領域之專利數量統計 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)
圖3. 各主要國家在不同量子科技領域之專利數量統計 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)

專利品質調查

文章一開始提到,除了專利數量外,專利品質也很重要。因此《報告》採用了Relecura 星級評級(star ratings)來對所有統計的專利作出評分,這是一種客製化的評分系統,它考慮了關鍵專利參數,如前向和後向引用、地理位置和專利家族價值等。評分範圍從 0 到 5,增量為 0.5。結果發現中國專利的最高評分為 3.5,而美國的專利最高評分為5。星級的《報告》正態分佈可見圖4。

《報告》指出,由此可以證明美國專利更具價值。大約 68%的正態分佈集中在與平均值的標準差距離內。美國專利為 1.37 至 2.81,中國為 1.13 至 2.27。決定專利重要性的關鍵因素之一源自其前向引用。分類中的 8,935 件美國專利佔 71,755 次前向引用,而 23,360 件中國專利中只有 44,612 次前向引用。

圖4. 符合正態分佈的美國和中國專利的星級分佈圖 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)
圖4. 符合正態分佈的美國和中國專利的星級分佈圖 (資料來源:Quantum Technologies: A Review of the Patent Landscape,Mathew Alex, Relecura Technologies Pvt. Ltd.,February 10, 2021)


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