深圳市射频识别专利技术分析和专利战略研究
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[关键词]：射频识别；RFID；专利分析；专利战略
0引言
物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一，而射频识别技术作为物联网的核心技术，其发展无疑对物联网的应用起到至关重要的作用[1]。目前，欧美等发达国家在芯片、终端设备、系统应用方面仍然处于领先，尤其是在标准制定和核心技术开发方面更是掌握了绝对的话语权。但近年来，在中央及地方政府的政策指引下，各地RFID产业发展良好，其中深圳市尤为出色[2]：涌现出一批在全国颇具影响力的企业如远望谷、先施科技、国民技术以及华为、中兴等；成功实施了一系列国内领先应用项目如：广深铁路RFID票证、深圳图书馆RFID系统、深圳海关RFID货运、深圳检验检疫局深港RFID安全供应链、移动手机支付RF-SIM卡、电子车牌等[3]。
因此，全面开展深圳市RFID专利技术分析并参照对比全球RFID专利现状，探究RFID技术的研究进展和发展趋势，一方面有利于企业追踪前沿技术、选择合理的研发方向，加快产业技术研发的前瞻性布局，实现RFID 技术的高端突破；另一方面也为政府在整合资源、加大政策支持力度，超前部署关键核心技术提供理论参考，对完善与发展深圳市RFID产业链，增强自主创新优势，促进深圳高技术产业结构战略性转型具有重大战略意义。
1 资料来源
本研究采用专利检索分析工具为法国QUESTEL公司的ORBIT系统，该系统包含了世界上最新的专利情报，专利数据8000 万，专利家族数据4000 万。数据来源为Orbit 专利家族数据库FAMPAT（95 个国家及专利授权机构）全文数据库（包括中、日、美、欧等21 个国家及专利授权机构）。
以下为RFID技术的检索关键词表，检索字段为专利题目、摘要、关键内容，检索文种为英文、中文，时间范围截止2013 年10 月31 日。
表1RFID技术的检索关键词表
本研究专题所作的专利分析，除非特别说明，均以专利家族为分析对象。
2 深圳市专利发展现状
2.1技术发展趋势
2.1.1特定时间段的申请量和公开量
图1为深圳市RFID技术历年专利件数分布，其中横轴为申请日与公开日的时间年，纵轴为专利数量。图中红色和绿色分别代表以专利申请日和以公开日分析，籍申请日做分析，可了解技术的萌芽时间，籍公开日做分析可得知技术最新的发展状况。从图中可看出随着深圳市RFID技术的发展和行业应用的日趋广泛，其专利申请和公开整体呈快速上升趋势，2004 年后增长较为迅速，由于专利申请日期与授权日期存在一定间隔，故近2 年的公开趋势略微下降，但申请量公开量仍保持较高水平，反映出RFID技术正处于不断发展阶段。
2.1.2技术生命周期
专利技术生命周期是指在专利技术发展的不同阶段中，专利申请量与专利申请人数量的一般性的周期性的规律，一般专利技术生命周期理论上存在5 个阶段，即萌芽期（引入期）、发展期、成熟期、衰退期（饱和期、淘汰期、瓶颈期）、复苏期[4]，如图2所示：
深圳市RFID专利申请、公开总体趋势
深圳市RFID专利技术呈现出如图2所示的特征，1996 年到2003 年为专利技术萌芽期，专利申请量只有44 件，专利申请人数量只有23 家，数量都不多，集中度较高；2004 年后为专利技术发展期，专利申请量和专利申请人数量均急剧上升，在此期间RFID技术研发创新活动相当活跃。
2.2专利类型
图3为深圳市申请的专利类型，其中发明专利占比50%，实用新型为36%，而外观设计为14%，专利申请质量有待进一步提高。
2.3热点技术分布
2.3.1技术分布
图4IPC小类排名
图4是深圳市RFID专利技术IPC排名，主要集中在G06K（数据识别；数据表示；记录载体；记录载体的处理），申请量达到1170 件，显示深圳在这一基础技术拥有极强的研发实力，其次是H04B（电通信技术中的传输）712 件，H04W(无线通信网络)、 H04L（数字信息的传输）、H01Q（天线）等方面也有申请部分专利，显示深圳市在这些领域也有一定的研发基础和技术实力。
表2 IPC分类技术内容解释
2.3.2技术热点的变化[!--empirenews.page--]
图5 RFID技术中G06K领域专利演进图
从专利IPC分类的不同年份来看，RFID专利在IPC的分布可按其特征分为如下几类:(1)G06K是出现最早的IPC分类领域，而且申请量一直较大，说明G06K是RFID技术最核心的领域；(2)出现较早，在进入专利申请量最多的年份申请量增大，如H04B、H04W、H04L、H01Q等；(3)出现较早，连续几年内申请量较多，此后申请量逐渐减少如H04Q；(4)2006-2007才开始出现、此后申请量逐渐增加，如G06Q、G07C两个领域。
2.3.3技术聚类
图6深圳市RFID专利技术聚类
通过对深圳RFID的专利进行文本聚类分析，如图6所示，发现其专利研究主要集中在四大核心领域，分别是：无线射频型号、射频拉远单元等。其中无线射频型号又侧重在多模终端种类、输出放大、现有多模等方面；射频拉远单元则主要集中在射频单元、拉远单元等。此外星载状态、射频读写也有申请较多专利。
2.4专利法律状态
2348 个RFID专利家族中的法律状态见图7（由ORBIT系统给出）。目前授权的专利有1276 件，超过专利公开总量的一半，另外还有728 件处于申请公开中，其他的失效状态为146 件，过期1 件，197 件撤销。可见大量专利还处于较活跃的状态，但无效专利比例较大，约占公开总量的14.6%。
图7深圳市RFID专利法律状态
2.5技术创新主体
图8深圳市RFID专利权人排名
图8为深圳市技术创新主体排名，中兴通讯在深圳市RFID专利申请中排名第一，专利持有量为470件，占深圳市申请总量的20%；其次是华为技术197 件，国民技术136 件，紧随其后的是远望谷达到122 件，深圳光启高等理工研究院88 件等。
图9主要专利权人申请年分布
与专利申请时间结合起来分析，这几家专利申请大户可以分为三个大类，其一，涉足RFID领域早，属于技术的领导者，专利申请数量持续较大，如中兴通讯和华为；其二，在RFID技术发展的中期进入，连续几年大量申请专利，包括国民技术和远望谷；其三，涉足RFID领域极晚，在专利申请活动进入最繁荣的时期进入，但申请专利数量和获得授权量很大，是吸收再创新型代表，如深圳光启高等理工研究院。
2.6标准及专利联盟现状
在推动RFID标准发展方面，深圳企业积极参与相关标准的研究和制定。远望谷、先施、国民技术、中兴通讯等RFID龙头企业与深圳市标准技术研究院等技术机构共同组建了深圳RFID产业标准联盟，从联盟标准的层面尝试RFID标准的快速、高效地制定和实施；同时，远望谷、中兴通讯、中兴长天等深圳企业参与了多项国家标准研制，比如我国国家军用标准“有源标签通用规范”、“超高频空中接口标准”；国民技术与中国移动正共同推动2.45 GHz RF-SIM的应用成为国际标准[5] 。
3全球RFID专利及标准现状概述
3.1 全球RFID专利现状
(1)专利数量巨大，整体呈增长趋势。
1982年已经有RFID专利技术出现，从1998年开始有所增加，自2003年之后增长极为迅速，2007年达到峰值；2008、2009年有所下降此后又呈较快上升趋势。我国1993年开始申请RFID专利技术，申请趋势与全球整体趋势保持一致。持续的专利申请增长体现了RFID技术还处于发展阶段，随着RFID技术不断发展，将会对全球商业和个人生活产生巨大影响，对该技术的研发将保持持续的热度。
(2)区域分布较广，美日进入较早
美国是全世界RFID专利申请公开数量和优先权专利数量最多的国家，成为RFID全球第一大市场，也是全球RFID竞争最激烈的国家，日本也是全球研究RFID较早的国家之一，此外韩国是全球RFID技术发展最快的国家之一；目前我国RFID专利申请公开数量上在全球排名第二，成为RFID全球第二大市场，但美日等国家从20 世纪90年代初就开始在我国申请专利抢占市场，可见我国逐渐成为全球竞争区域之一，企业可能面临来自美日韩的强劲专利壁垒和市场竞争压力。
(3)创新主体活跃，市场竞争激烈
RFID全球专利持有量排名较前的公司主要来自于韩国、日本、美国，可知韩国、日本、美国是全球RFID技术实力最强的国家。韩国电子通信研究院RFID全球专利持有量第一，美国国际商业机器公司专利持有量全球第二，日本富士通株式会社专利持有量全球第三，我国中兴专利持有量全球排名十六。此外全球RFID技术一流的优秀公司在抢占本国市场的同时积极进行全球专利布局，进而抢占国外市场。
(4)技术发展较快，应用范围广
全球RFID技术应用的领域非常广泛，具有广阔的市场前景，且以G06K、G06F、G08B、G06Q、H04B、H04Q、H01Q为RFID的关键技术和重要应用领域。我国RFID专利保护的技术也主要在G06K领域，不过其在IPC构成中的比例要大于在全球中的比例，此外在G06Q、G06F、H01Q G08B、H04B、H04L等多个领域也有相关研究。
[!--empirenews.page--]3.2 全球RFID标准现状
目前，各国及相关国际组织都在积极推进RFID技术标准的制定，还未形成完善的关于RFID的国际和国内标准。当前全球最为活跃的三大标准体系主要有欧美的EPCglobal规范、日本的UID（UbiquitousID）规范和ISO18000系列标准。
EPCglobal的主要职责是在全球内对各个行业建立和维护EPC网络，保证供应了各环节信息的自动、实时识别采用全球统一标准。其标准体系框架由三部分组成：EPC物理对象交换标准、EPC数据交换标准、EPC基础标识标准。关于RFID标签，EPC规范已经颁布第一代规范。
UID（UbiquitousID）规范由日本泛在ID中心负责制定。其体系架构由泛在识别码（Ucode）、信息系统服务器、泛在通讯器和Ucode解析服务器四部分组成。该规范对频段没有强制要求，标签和读写器都是多频段设备，能同时支持13.56 MHz或2.45 GHz频段。UID标签泛指所有包含Ucode 码的设备，如条码、RFID 标签、智能卡和主动芯片等，并定义了9 种不同类别的标签[6]。
ISO/IEC发布的标准涉及空中接口（18000系列）、应用接口（15961）、数据协议（15962）、实时定位系统（24730）、测试（18046/18047系列）、非接触卡（14443、15693）、具体应用（如动物、货物集装箱）等[7]。
我国已经颁布的RFID相关国家标准有9 项、行业标准13 项，国军标19 项。国家标准主要集中在我国应用较为成熟的领域，如动物管理、集装箱、物流等。行业标准主要集中在比较成熟的行业应用，如瓶装酒追溯防伪、车辆管理、图书馆识别等方面。
4深圳市RFID专利战略
4.1 现状基本判断
与国际先进国家的RFID技术相比，深圳市相对处于后发国地位，起步晚，与发达国家有一定的技术与专利差距，随着企业的快速发展，技术与专利差距都在不断缩小，但仍然存在一些问题，主要表现为以下几个方面：
（1）专利质量有待提高。目前深圳市发明专利数量仅占申请总量的50%左右，在把优质的创新申请专利的同时需要注重专利质量的提升。
（2）市场进入较晚。美日等国企业20 世纪90 年代初即开始在中国申请专利，2000 年开始较快增长；深圳市内企业2003 年后才开始较快增长。
（3）企业实力相对较弱。全球一流RFID企业S美国讯宝科技公司、IBM国际商业机械公司、富士通、韩国电子通信研究院等技术实力较强且都非常重视知识产权，积极进行全球专利布局，抢占本国及国外市场；深圳市内有一定基础的企业如中兴、华为、远望谷等，距世界一流企业还存在一定差距。
（4）专利布局不合理。国外专利多集中在RFID标签制造方法、失效方法、安全算法等基础性质方面[8]，深圳市专利多集中在RFID 应用系统、射频识别协议开发平台等，同时专利申请区域主要集中在国内，国外较少。
（5）标准缺失。目前深圳仍然面临缺乏统一国家标准或行业标准指引，以及标准发展滞后于应用发展的困境，阻碍了RFID的产业化发展[9]。
4.2发展战略
为了加快深圳市RFID技术高端突破，推动深圳市战略新型产业的快速发展，实现RFID 技术的赶超，需要政府的引导和企业的努力，根据深圳市RFID产业应用特点，积极开展RFID专利战略规划，提前进行RFID 技术专利布局。因此，在专利布局的战略规划发展方面，政府和企业要注意以下几个方面：
(1)政府部门，重点可放在对技术创新和产业经营主体的知识产权政策引导、协调监管和公共服务等方面。引导RFID企业、技术机构积极开展标准与知识产权工作，整合区域内RFID专利技术资源，积极推动我市RFID领域标准与知识产权战略的实施与推广；推进知识产权信息化建设，构建能够促进专利技术引进、转让、许可等综合运用的信息化平台，向社会创新主体提供优质高效的专利信息资源。
(2)企业在自主研发的过程中，要注重专利布局的战略实施密切结合研发过程：研发前要充分了解国内相关技术的发展方向，结合研发基础，重点攻克核心技术，并积极发展本领域支撑技术[10]。第二、研发中要积极跟踪竞争对手研发的方向和专利布局，及时利用专利信息，适时调整研发方向，积极规避专利风险。第三、研发后重视自主创新技术的专利挖掘，提高专利申请水平，促进研发成果的专利保护，推进专利标准化，努力构筑具有防御和进攻双重作用的企业专利网。
5结论
从专利技术分析和专利战略研究发现，目前深圳市RFID技术已进入发展期，产业技术和专利增长迅猛、大部分专利处于活跃状态，技术分布相对较广且侧重于RFID应用层面，国际专利布局较弱，与国际先进技术水平还存在一定差距。
因此深圳市应该加强对RFID 技术研发，并借助产业技术发展和演化所带来的机会大力增加研发投入，加强产业技术创新联盟建设和资源共享，重点攻克核心技术，并积极发展本领域支撑技术，快速进行专利布局，并逐步推进产业标准制定和国际化，争取在下一代标准中掌握先机。
作者：曾青华、 赵涛、 陈季翔
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