強強聯(lián)合還是單打獨斗？從美日衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)專利申請說起……

摘要

為了研究美國和日本衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，識別具有競爭力的創(chuàng)新機構及合作方式，以 Derwent Innovation 數(shù)據(jù)庫中衛(wèi)星產(chǎn)業(yè) 12 萬項專利申請為數(shù)據(jù)源，構建全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的專利合作申請網(wǎng)絡，劃分合作網(wǎng)絡層級，總結美日衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展策略，提出對衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展啟示，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供借鑒參考。

引言

根據(jù)美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SIA）2020 年衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)年度報告數(shù)據(jù)，2019 年衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量再創(chuàng)新高，共發(fā)射了 386 顆商業(yè)采購衛(wèi)星，較 2018 年增長了 17％，再創(chuàng)歷史新高，衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)延續(xù)繁榮發(fā)展態(tài)勢。近年來，隨著埃隆·馬斯克提出的星鏈計劃逐漸被眾人熟知，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為全球各國關注的焦點。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是將衛(wèi)星作為網(wǎng)絡傳輸節(jié)點，用戶不需經(jīng)過地面系統(tǒng)就可直接接入衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)絡。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)被明確列入“新基建”的范圍，將迎來重大發(fā)展機遇。衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展是高技術產(chǎn)業(yè)領域的研究熱點。

衛(wèi)星技術在發(fā)展過程中積累了豐富的經(jīng)驗，形成了大量的知識產(chǎn)權成果，記載于專利文獻當中，通過對專利文獻的挖掘能夠獲取國外技術及產(chǎn)業(yè)專利情報。本文通過專利導航對各國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式進行研究并對各國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式進行總結，一方面梳理各時期專利申請量突出的創(chuàng)新機構，從數(shù)量維度分析各國巨頭企業(yè)發(fā)展動態(tài)；另一方面構建創(chuàng)新機構合作網(wǎng)絡，選取不同時期專利申請量 100 件以上的企業(yè)，將具有共同申請的創(chuàng)新機構組成可視化網(wǎng)絡，并根據(jù) kcore 算法將合作網(wǎng)絡分層，以探究各國創(chuàng)新主體間的合作關系。

通過對衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)專利進行分析，發(fā)現(xiàn)日本衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)通過日本財團巨頭“強強聯(lián)手”以打通產(chǎn)業(yè)鏈條，形成產(chǎn)業(yè)模式。

日本自 1975 年即開始申請衛(wèi)星領域相關專利，直至 21 世紀前，日本公司布局的專利申請表現(xiàn)為持續(xù)上升的態(tài)勢。該時段日本公司專利申請在全球占據(jù)優(yōu)勢地位，排名前五位的企業(yè)均為日本企業(yè)。排名前 20 位公司中日本企業(yè)占到近半數(shù)，有 9 位來自日本，此外有 5 位來自歐洲（包括法國、瑞典和荷蘭等），3 位來自美國，3 位來自韓國。這說明在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，日本企業(yè)專利布局優(yōu)勢明顯，專利申請數(shù)量多，且專利申請集中度高，已經(jīng)形成了較為可觀的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

圖 1 專利申請量排名前 20 的企業(yè)（1960-2000 年）

日本企業(yè)的合作水平在全球范圍位于前列，日本的合作網(wǎng)絡共涵蓋了 19 家日本企業(yè)，從企業(yè)合作網(wǎng)絡中可以看到，日本在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前期就已經(jīng)形成了多企業(yè)聯(lián)合的合作模式，發(fā)展初期專利申請量全球排名前 20 的 9 家日本企業(yè)均處于日企合作網(wǎng)絡中。其中，日本電氣股份有限公司專利數(shù)量申請位于該時期的首位，該公司是一家擁有 120 年歷史的電信設備制造商和國防承包商。申請量第二的日本三菱電機公司是日本 JAXA 的主要制造商，并作為分包商為 440 多顆國際衛(wèi)星提供了設備。兩家公司同為日本版的 GPS——準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS）的制造商，且均為世界武器銷售額前 100 名企業(yè)。

除日本電氣股份有限公司和三菱電氣公司外，合作網(wǎng)絡還涵蓋了日本最大的半導體制造商東芝公司、日本最大的電信服務提供商日本電報電話公司、日本排名第一的 IT 廠商富士通公司、日本最古老的企業(yè)集團之一的住友集團、世界著名的國際綜合性電子技術企業(yè)集團松下公司等世界 500 強企業(yè)，上述企業(yè)歷史悠久且均為綜合性跨國企業(yè)集團，歸屬于日本三菱財團、三井財團、住友財團、富士財團、三和財團和勸銀財團，由此日本衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式可謂是財團企業(yè)間的“強強聯(lián)合”。

圖 2 專利申請合作網(wǎng)絡（1960-2000 年）

（灰色為核心層，藍色為中心層，紅色為外圍層，黑色為邊緣層）

日本的合作網(wǎng)絡涵蓋了產(chǎn)業(yè)鏈上中下游，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋發(fā)射服務、衛(wèi)星制造、地面設備制造和運營與服務等環(huán)節(jié)。日本的合作網(wǎng)絡不僅涵蓋了日本三菱電氣公司、日本電氣股份有限公司等衛(wèi)星發(fā)射及制造領域的巨頭，還包括了大量地面設備制造和運營服務等衛(wèi)星應用端企業(yè)，其中索尼公司、東芝公司、松下公司及夏普公司等著重在衛(wèi)星電視系統(tǒng)進行研發(fā)，而日立公司、日本電報電話公司、富士通公司等著重在衛(wèi)星通信技術領域發(fā)力。

例如，專利 JP3652837 提出了一種時分多址（TDMA）通信系統(tǒng)，該專利申請人為夏普公司、日立公司、三菱電氣公司和日本電報電話公司四家公司共同申請。由此可見，日本公司在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈之間也可謂是各取所需下的強強聯(lián)合，實現(xiàn)上下游緊密聯(lián)動，從而共同發(fā)展互利共贏?？偠灾毡静粌H在發(fā)展初期形成了合作網(wǎng)絡，合作伙伴實力強勁，更是在全產(chǎn)業(yè)鏈建立了牢固的合作關系。

通過研究發(fā)現(xiàn)美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式與日本產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式存在較大差異，和日本企業(yè)間的強強聯(lián)合相比，美國更傾向以壟斷方式開展市場經(jīng)營。

相比于日本傳統(tǒng)巨頭之間的強強聯(lián)合，美國企業(yè)之間合作程度較低。20 世紀之前，美國在衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的代表企業(yè)為摩托羅拉系統(tǒng)公司、休斯電子公司和高通公司，其中摩托羅拉公司并沒有出現(xiàn)在合作網(wǎng)絡中，而其他兩家公司也只是處于網(wǎng)絡邊緣層。這與同時期的日本公司則有 4 家企業(yè)處于合作網(wǎng)絡的核心層形成了強烈的對比。進入 21 世紀后，高通公司成為美國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的代表性企業(yè)，在衛(wèi)星通信技術領域取得了壟斷性的地位，然而美國公司始終沒有形成合作網(wǎng)絡體系，這說明美國企業(yè)更傾向于獨立作戰(zhàn)，行業(yè)巨頭之間合作程度較低。

圖 3 專利申請量排名前 20 的企業(yè)（2001-2010 年）

摩托羅拉公司專利申請數(shù)量在同時期美國申請人中位列首位，在 20 世紀之前共申請了 770 項衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)相關技術，重點布局了衛(wèi)星通信技術、衛(wèi)星交換技術、無線通信網(wǎng)絡和人造衛(wèi)星系統(tǒng)相關專利。摩托羅拉一直扮演著通信領域拓荒者的角色，1987 年以摩托羅拉為首的美國公司在政府的幫助下提出了銥星通信系統(tǒng)，解決了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)從 0 到 1 的有無問題。這是一個非常宏偉而超前的計劃，雖然從技術角度分析，銥星通信系統(tǒng)是科技精品，實現(xiàn)了許多重大的技術突破，但是在商業(yè)角度來看，銥星通信系統(tǒng)的巨大投資及維護費使得公司遭受了巨大打擊。2000 年，銥星公司申請破產(chǎn)，摩托羅拉損失 50 億美元，此后摩托羅拉衛(wèi)星專利申請數(shù)量驟減，逐漸淡出衛(wèi)星通信領域專利競爭。

與摩托羅拉公司走向衰落趨勢相對應的是高通公司的崛起，高通公司自 1997 年開始即在衛(wèi)星通信領域布局大量專利，當主流技術都集中在 TDMA 技術時，高通公司堅持進行碼分多址（CDMA）技術，并在 21 世紀初布局了大量 CDMA 技術專利，僅在 2002 年，高通公司以 CDMA 技術為主題申請的專利就高達 336 件，達到了歷年申請的峰值，可見高通公司對該技術的重視。進入到 2010 年后，高通公司更是保持在衛(wèi)星領域以近 200 件/年的速度持續(xù)開展專利布局。

圖 4 摩托羅拉與高通公司衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)專利申請趨勢圖

近年來，隨著埃隆·馬斯克提出的星鏈計劃逐漸被眾人熟知，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為全球各國關注的焦點。星鏈計劃擬于 2019—2024 年間在太空搭建一個由 1.2 萬顆衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡，隨著計劃的順利進行，SpaceX 將星鏈計劃的衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)量從 1.2 萬顆提升到 4.2 萬顆衛(wèi)星，為整個地球提供高速、低成本的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。目前馬斯克依靠通信服務能否獲得計劃的收益回報還是未知數(shù)。SpaceX 主要采取技術秘密的形式進行保護，目前為止 SpaceX 僅公開了 32 項專利，其中有 23 項為 2019 年申請，說明 SpaceX 的專利申請策略可能在近期有所改變。

美國專利申請最為活躍的主體以私營企業(yè)為主，從摩托羅拉公司的銥星計劃到高通公司大力發(fā)展CDMA 技術，再到如今埃隆·馬斯克提出的的星鏈計劃，美國私營企業(yè)一直在大力創(chuàng)新，衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的代表性企業(yè)也在不斷更替，美國企業(yè)在創(chuàng)新與競爭中不斷前進以爭奪市場份額。然而創(chuàng)新所帶來的風險與機遇并存，創(chuàng)新能夠給企業(yè)帶來市場的巨大成功，但同時也應意識到創(chuàng)新的持續(xù)投入也可能會拖垮企業(yè)，造成難以挽回的損失。

通信是最為重要的衛(wèi)星應用領域之一，高通公司作為美國通信行業(yè)巨頭在該領域布局了大量的標準專利。對高通公司的專利進行全面檢索可以發(fā)現(xiàn)，高通公司在全球共申請了 174633 項專利，其中有 21883 項專利為標準專利，高達總申請量的 12.5%，共涉及全球 42 個國家及地區(qū)。憑借著這些標準專利，高通公司不斷提高行業(yè)門檻，削弱其他公司的市場優(yōu)勢，成為游戲規(guī)則的制定者，其強勢的姿態(tài)雖然受到供應鏈上其他公司的強烈不滿，但不得不承認的是高通公司憑借壟斷性的專利獲取了豐厚的利潤。各國反壟斷部門也將高通公司列為重點關注對象，由此可見高通公司的行業(yè)壟斷在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生的巨大影響力。

圖 5 高通公司標準專利布局

一是制定衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)長期行動計劃，吸納多方主體拓展產(chǎn)業(yè)合作網(wǎng)絡。美國 2018 年制定的首個《國家航天戰(zhàn)略》強調要使國家安全航天、商業(yè)航天和民用航天三個領域更具活力，同時要加強三者間的合作。日本在發(fā)展初期采用了產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)強強聯(lián)合的模式，使其在資源有限的情況下得以迅速發(fā)展。因此，建議制定長期行動計劃，調動多方資源尤其是產(chǎn)業(yè)鏈應用端主體參與合作，吸引民營強企加入到衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)合作網(wǎng)絡當中，增強市場活力，擴大市場份額，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的強強聯(lián)合，促進衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

二是建立健全政策法律環(huán)境，保障商業(yè)創(chuàng)新力量健康發(fā)展。縱觀美國衛(wèi)星企業(yè)更替發(fā)展的歷史，私營企業(yè)創(chuàng)新在其中起到了至關重要的作用。從摩托羅拉公司的銥星計劃到高通公司大力發(fā)展CDMA 技術，再到如今埃隆·馬斯克提出的的星鏈計劃，一次次創(chuàng)新推動著美國甚至是全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展。而美國私營航天力量的創(chuàng)新發(fā)展與美國政府通過《通信衛(wèi)星法案》《商業(yè)航天發(fā)射法案》等法律的頒布所建立的良好市場環(huán)境是密不可分的。近年來，商業(yè)航天公司如雨后春筍般涌現(xiàn)，在商業(yè)航天尚不成熟的條件下，急需政府牽頭建立健全政策法律環(huán)境，為商業(yè)創(chuàng)新力量發(fā)展提供沃土。

三是鼓勵企業(yè)參與標準制定，運用知識產(chǎn)權策略搶占市場。隨著航天領域企業(yè)國際化經(jīng)營進程的不斷加快，標準產(chǎn)品、流程和服務成為企業(yè)獲取競爭優(yōu)勢的關鍵性因素。美國高通公司正是通過標準必要專利的布局贏得了在衛(wèi)星通信市場中的壟斷地位。由于標準必要專利的不可或缺性，其專利權人往往對市場擁有支配地位，這極大地提高了專利權人在專利許可談判中的談判能力，進而向潛在實施者索取過高的許可費率。在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新時期，在鼓勵企業(yè)大力創(chuàng)新的同時，更要積極爭取標準必要專利等戰(zhàn)略性資源，搶占市場先機，扭轉被動局面，實現(xiàn)主導地位。

衛(wèi)星領域是國內(nèi)外均重點關注的熱點領域，也是各國持續(xù)發(fā)力的高技術產(chǎn)業(yè)。根據(jù)對專利申請量以及專利合作網(wǎng)絡的解讀，可以發(fā)現(xiàn)，在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，日本采取了財團企業(yè)強強聯(lián)合的發(fā)展模式，打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同發(fā)展。而美國則更傾向于壟斷模式，通過標準必要專利壟斷創(chuàng)新成果，獲取高額利潤。建議未來衛(wèi)星發(fā)展過程中，吸納多方主體拓展產(chǎn)業(yè)合作網(wǎng)絡、保障商業(yè)創(chuàng)新力量健康發(fā)展，同時鼓勵企業(yè)參與標準制定，運用知識產(chǎn)權策略搶占市場。

本文轉載自“《飛航導彈》”，原標題《基于專利分析的美日衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式研究》，文 | 冉春艷（國家知識產(chǎn)權局專利局），李一鳴，劉鶴（國家知識產(chǎn)權局專利局）