元宇宙，离我们还有多远？
本文转自中国深圳知识产权保护中心
一、元宇宙概念
元宇宙概念发源于20世纪90年代，首次出现在1992年尼尔·斯蒂芬森的科幻小说《雪崩》中，但前期发展迟缓，在经历了30余年的缓慢发展后于2021年迎来了发展元年。目前市场上还没有统一的元宇宙定义，2021 年12月23日，中纪委网站发表文章《深度关注：元宇宙如何改写人类社会生活》，给出关于元宇宙的定义为：元宇宙是基于互联网而生、与现实世界相互打通、平行存在的虚拟世界，是一个可以映射现实世界、又独立于现实世界的虚拟空间。通俗来讲就是利用科技手段创造出来的，平行于现实世界，且与现实世界映射与交互的虚拟世界。
二、元宇宙产业发展情况
元宇宙是融合通信和网络、物联网、人工智能、区块链、数字孪生、扩展现实等信息技术而生的虚实相融的网络应用和社会形态，它能够基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，并基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济和社会等体系进行紧密融合。元宇宙产业的发展取决于上述底层技术的实施与发展，当前各行业对于线上化、数字化与虚拟化的进一步深入与技术沉淀还处于早期且存在一定技术瓶颈，故元宇宙产业还处于初步发展阶段，但随着技术的不断突破和应用的逐步落地，元宇宙产业将得到进一步发展。
图1 元宇宙产业生态图
元宇宙的爆发离不开资本的涌入，如2021年3月元宇宙第一股Roblox上市首日即上涨54.4%，截至11月15日市值已达到625亿美元；4月中旬EpicGames融资10亿美元用于“元宇宙”相关业务开发，创下“元宇宙”赛道最高融资纪录，8月中国企业代码乾坤获得字节跳动1亿元融资。作为新一代互联网新兴技术产业，元宇宙将会持续主导资本流向，并改变科技市场现状。据行业研究报告预测，元宇宙将在2024年达到8000亿美元市场规模，在2026年25%的人将至少在元宇宙中工作、购物、社交或者娱乐，而随着相关技术的落地应用，乐观估计，其市场规模或将超过80万亿美元，可见随着相关技术的发展、普及范围的扩大和用户认知程度的提高，元宇宙产业的发展将为各行业带来巨大的商业价值。
为抢占科技制高点，把握新科技革命的主导权，各国纷纷出台了相关政策。我国政府目前还没有官方的明确政策，但部分地方政府已陆续出台了相关政策，如：北京在2022年2月出台《关于加快北京城市副中心元宇宙创新引领发展的若干措施》；广东在2022年4月出台《广州市黄埔区、广州开发区促进元宇宙创新发展办法》；2022年深圳市福田区政府工作报告中，明确将“元宇宙”写入工作报告；同年4月，深圳市信息服务业区块链协会发布国内首批元宇宙技术标准即：《基于区块链的元宇宙身份认证规范体系》、《基于区块链的元宇宙支付清算规范体系》，而深圳的元宇宙创新实验室，已成功对接海内外超过26个国家的用户和技术团队。
通过对元宇宙产业的经济、政策、技术、市场等因素的多维度分析可以看到，各国均出台了相关政策，企业争先布局，相关资本不断涌入，多方力量正在积极推动着元宇宙产业的发展，以期在新科技革命中抢占先机。
三、元宇宙产业专利情况
以元宇宙为代表的这场科技革命已经到来，但是离实现真正的元宇宙，还有多远呢？产业的发展离不开技术的创新发展，而元宇宙产业发展的关键在于区块链、数字孪生、扩展现实等相关技术的发展，为进一步找寻答案，同时也为更深入的了解元宇宙产业发展态势，下面将从专利角度进行分析。
（一）元宇宙相关技术领域专利申请趋势分析
图2 元宇宙相关技术领域专利申请趋势
从图2所展示的元宇宙相关技术领域专利申请趋势可以看出，元宇宙产业的发展伴随着相关专利的产出，从20世纪“元宇宙”概念的孕育，到1992年《雪崩》提出元宇宙（Metaverse）概念，元宇宙相关技术领域的专利申请从迟缓甚至停滞状态进入了新一阶段的发展期。随着1999年《黑客帝国》、2018年《头号玩家》将元宇宙的解读和想象搬到大屏幕上，元宇宙概念逐渐进入大众视野，而2003年《第二人生》(Second Life) 、2006年沙盒游戏开发拼图《Roblox》、2009年《我的世界》、2017年《Fortnite》、2019年《重启世界》《堡垒之夜》等虚拟互动游戏提供的沉浸式体验则为用户带来了元宇宙场景的真实感受，元宇宙场景越发受到人们追捧。近年来，元宇宙相关技术领域的专利申请也呈现明显增长趋势，但由于专利公开的滞后性，2019年之后出现了急剧下降，不过可以预测的是，随着元宇宙相关技术的发展、市场需求的不断扩大、相关政策的推动，元宇宙产业将迎来更快速的发展，相关技术领域的专利也将呈现持续增长态势。
（二）专利地域分布分析
图3 元宇宙相关技术领域专利申请区域分析
从图3所展示的元宇宙相关技术领域专利申请区域分布情况可以看到，元宇宙相关技术领域已在七十余个国家/地区进行了专利布局，还可以看出其相关专利主要分布在中国和美国，其次是韩国、日本、欧洲等国家/地区，而西亚和非洲等国家地区的相关专利申请较少，这也在一定程度上反映了中国和美国已成为元宇宙产业的热点和重点布局国家，韩国、日本、欧洲等国家/地区，也在该领域处于领先地位。
图4 元宇宙相关技术领域主要国家/地区专利申请趋势
从中国、美国、韩国、日本、欧洲专利局的申请趋势来看，美国较早的进入了该领域并进行了专利布局，前期受到大环境影响专利申请量较少但一直呈增长趋势。韩国、日本和欧洲等国家/地区也较早进行了专利布局，但相关专利年增长趋势明显落后于美国。中国进入该领域的时间相对较晚，前期也一直呈现缓慢发展状态，直到2015前后随着元宇宙相关技术领域的发展，专利申请量开始呈现明显增长趋势，并在2016年赶超美国及其他国家/地区，成为专利拥有量最多的国家/地区。这再次说明，中国已成为元宇宙产业的热点和重点布局地。
（三）专利质量分析
为了更全面地了解元宇宙技术发展的情况，我们除了关注元宇宙相关技术领域的专利拥有量的情况外，还应关注所拥有的高价值专利情况，从而洞察高价值专利对技术、对市场的影响力。专利质量，我们主要参考简单同族个数和被引证次数两个指标。
“简单同族个数”一般是指专利在其他国家的申请数量，在多个国家进行专利布局需要大量的资金投入，大量的国际专利申请需要耗费大量的人力和财力的投入。因此，简单同族个数多数在1-2个，仅有10%或者更少的简单同族个数在8个或以上。这种偏态分布正好契合专利质量的分布，通常将简单同族个数以8个及以上为分界点作为专利质量的一个衡量指标。
“被引证次数”是指专利被后续专利引用的次数，在先专利被后续专利引用的现象，实际上可以反映技术创新的过程，特别是涉及新产品的开拓性专利更能引起后续改进、完善和再创新的技术引用。专利被引证次数分布十分不均仅有10%或者更少的专利被引9次或以上。这种偏态分布正好契合专利质量的分布，因此将被引证次数以9次及以上为分界点作为专利质量的一个衡量指标。
图5 元宇宙相关技术领域专利质量分析
从图5所展示的元宇宙相关技术领域专利质量分布情况可以看到，左饼图中聚集了较多的专利，其中中国在该区域的专利占比最高，其次是美国等地，而右饼图所代表的高价值专利中，美国的高价值专利相较其他国家/地区而言占有绝对优势，说明美国在元宇宙相关技术领域对于高端技术具有一定的控制力，对于市场也有强大的影响力。而中国虽然在该产业拥有较大量的专利，但所拥有的高价值专利量却远低于美国，这也在一定程度上反映出中国虽然拥有较大量的专利，但高价值专利量较少，对技术和市场的控制力都弱于美国，需尽快加大高价值专利的储备。
（四）专利申请人分布分析
图6 元宇宙相关技术领域全球专利申请人TOP20
图6所展示的元宇宙相关技术领域全球专利申请人排名TOP20全部来自企业，说明元宇宙产业在相关政策的推动、市场需求的不断扩大、资本的不断涌入下，企业纷纷布局并争先进行技术创新以期掌握核心竞争力，可见在多方力量的推动下，元宇宙产业将迎来落地式发展。我们还发现排名前20的申请人主要集中在美国和中国。其中，来自美国的申请人有8位，有3位跨国巨头跻身前五；来自中国的申请人有6位，仅有1位进入前五；可见美国和中国企业在该排名中占据了较多席位，一方面说明美国和中国企业在元宇宙产业中拥有一定的实力和竞争力，另一方说明，中国与美国还有一定差距。此外，有2位来自日本，其中1位处于第一；有2位来自韩国，都位居前十；这也说明元宇宙产业的参与者中除美国和中国，日本和韩国等发达国家的创新主体也处于领先地位，进一步反映出该产业正处于“百花齐放、百家争鸣”的发展阶段，广大参与者还有很多发展机会。
（五）中国元宇宙相关技术领域专利分析
为进一步了解中国元宇宙产业相关技术领域的专利情况，下面将从元宇宙产业场景下的扩展现实领域中选取脑机接口部分情况进行示例性分析。
图7 中国元宇宙相关技术领域专利定位分析
从上图所展示的中国元宇宙相关技术领域专利定位可以看到，北京位于国内元宇宙相关技术领域专利申请量的首位，这与北京集中了顶尖科研、教育资源以及众多企业息息相关。深圳以6674件专利量排在第二，这与深圳强劲的研发实力和优越的政策支持分不开。其次是杭州、上海和广州，这与其作为中国新科技产业发展的风向标，吸引了较多的公司、人才、科研等资源有关。紧跟其后的是南京、成都、武汉等经济较为发达的地区，而中西部和北部等经济不发达地区的专利申请量较低，说明中国元宇宙相关技术领域专利分布情况与其发展水平和经济水平密切相关。
从元宇宙相关技术扩展现实领域以及其下的脑机接口交互技术专利定位还可以发现，北京和深圳都位居前两位，再次说明元宇宙产业的发展有赖于相关技术的发展，而北京和深圳已拥有一定的技术基础和竞争力，在国内元宇宙相关技术领域处于领先地位。
图8 脑机接口技术专利申请趋势
从图8所展示的脑机接口技术专利申请趋势可以看出，全球脑机接口技术早在20世纪末便开始布局专利，并在2011年前后出现加速增长，进入了快速发展阶段。而中国相对起步时间较晚，2012年以后专利申请呈现加速增长，并在2019年达到一个峰值，中国与全球脑机接口技术专利申请趋势大致吻合，也从一定程度上反映中国脑机接口技术发展影响着全球的发展趋势。
从脑机接口专利申请的地域分布还可以看出，相关专利主要集中在美国、中国、韩国、日本和欧洲等国家地区，东南亚、西亚、南美洲和非洲等国家地区的相关专利申请较少。其中，美国的脑机接口技术专利申请量在全球申请量中占据了半壁江山，而中国脑机接口专利申请总量仅次于美国，已成为重点和热点布局地，结合上述的专利趋势分析可知中国脑机接口技术正处于快速发展阶段，未来还将迎来更加快速的发展、更加激烈的竞争。
接下来我们将进一步从专利被引用次数、专利同族数量、专利诉讼、专利有效性等一系列能体现专利价值的指标筛选出该技术领域的重点专利，并围绕这些专利进行风险分析。因为这些专利自身的重要性（如具有一定的开创性或受到业内的普遍认可及高度关注），且此类专利未来发生诉讼风险较高。
图9 脑机接口重点专利风险地域分布情况
从上图所展示的脑机接口重点专利风险地域分布来看，美国是重点专利风险地域集聚区，其次是中国、日本和欧洲等区域。因此若要出口海外，需要重点关注美国、日本和欧洲等目标市场。即便不出口海外，也要提高国内市场的风险意识，尤其是跨国巨头在中国市场形成的专利围墙，在进行技术研发或是产品投入市场时都要注意这些跨国巨头带来的风险，如有必要应深入研究这些跨国巨头所掌握的核心技术，根据跨国巨头的技术特点进行有目的的研发和再创造，有效规避现有的技术风险，加速自身技术积累，构建自己的专利壁垒，提高技术创新能力和抗风险能力。
通过对元宇宙产业中的脑机接口技术的示例性分析，我们可以看到中国元宇宙产业主要分布在技术、人才、企业和科研等资源较为聚焦的北京和深圳等经济发展较好的城市。而随着元宇宙产业的发展，中国作为该产业的热点和重点布局地将迎来更多的竞争，同时也将面临更多的风险，因此要及早进行专利布局，提高核心竞争力和抗风险能力。
综上，从元宇宙产业的发展和专利分析这两条线展开，通过将专利信息与产业发展、政策环境、市场信息等要素深度融合来比对分析，元宇宙产业的发展态势已较为明晰的呈现出来。这说明元宇宙已进入了发展元年，未来还将进入一个更快的发展阶段，市场规模也将进一步扩大，随之而来的竞争也会越来越激烈。在此背景下，中国已成为元宇宙产业争相布局的重点和热点国家，相关专利总量也已超过美国成为全球第一。这种“优势”是否能表明中国在全球元宇宙产业已成为名副其实的领航者，中国是否会率先进入“元宇宙”呢？答案无法肯定，因为在分析元宇宙相关技术领域专利质量时可以发现，中国的高价值专利量低于美国，对技术的控制力以及市场的影响力也都弱于美国，从脑机接口技术的示例性分析结果也可以得知，中国在重点专利方面也不具有优势，而其他国家/地区的相关技术发展相比中国又更落后些。
分析到此，不禁感慨，近年来被“元宇宙”吊足了胃口的我们，到底离“元宇宙”还有多远？拂去所有假象，决定性因素还是底层技术，虽然我也不确定真正的“元宇宙”离我们还有多远，但随着底层技术的应用落地，我想元宇宙是离我们越来越近了吧，而北京或深圳也许将成为那个繁华拂去后的“绿洲”。
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