【广发宏观吴棋滢】中国PCT专利：第一背后的结构特征与方向

广发证券资深宏观分析师 吴棋滢

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广发宏观郭磊团队

报告摘要

第一，2020年全球PCT专利申请量达历史最高水平，申请国家中占比最高的是中国（25.0%），其后依次为美国（21.4%）、日本（18.4%）、韩国（7.3%）和德国（6.8%）等。这是中国连续第二年超过美国，成为全球PCT专利申请数量最多的国家。此外2020年中国专利申请量增速也录得16%的高位，是前十大来源地中唯一一个在2020年录得两位数增长的国家。韩国近两年表现也较为突出，2020年首次超过德国。

第二，2020年中国申请PCT专利的行业中，占比最高的主要有数字通信、计算机技术、视听音像技术、电动机械仪器能源、半导体、测量仪器、光学仪器、电子通信、医疗技术仪器等。其中数字通信（13%）与计算机技术（12%）分别自2004年、2011年以来便始终为我国占比前二的申请领域。

第三，华为连续第四年成为最大申请人，其后是三星、三菱、LG、高通等。排名靠前的中国企业还有京东方、OPPO、中兴、平安科技、大疆、VIVO、华星光电、阿里巴巴、字节跳动、惠科股份、格力电器等。而在2020年上榜PCT专利申请量的前十大教育机构中，有五所高校来自中国，四所来自美国，一所来自日本。

第四，和全球相比，2020年我国优势领域中的数字通信、视听音像技术、半导体、光学仪器、电子通信、热工艺和设备、IT管理方法、家具和游戏等领域专利申请高于全球整体水平；而计算机技术、电动机械仪器能源、测量仪器、医疗技术仪器、基础材料化学、其他特殊机械、土木工程、高分子化学与高分子材料等领域则低于世界整体水平，仍有一定上升空间。

第五，其他经济体的研发优势分布，我们从PCT专利申请中也能明显看出，如美国的制药和生物技术。2020年，主要国家中美国的专利申请优势领域为计算机技术、医疗技术仪器、数字通信、制药、生物技术等；日本为电动机械仪器能源、计算机技术、测量仪器、运输机械工程、医疗技术仪器、半导体等；德国为运输机械工程、电动机械仪器能源、测量仪器、机械元件、医疗技术仪器等；韩国为数字通信、计算机技术、电动机械仪器能源、视听音像技术、医疗技术仪器、半导体等。

第六，与2019年相比，2020年我国申报行业增长较快的领域有：微结构和纳米技术、基础通信处理、视听音像技术、半导体、测量仪器、环保技术、生物材料分析仪器、精细有机化学、医疗技术仪器等。在这些行业中，微结构和纳米技术、视听音像技术、测量仪器、环保技术和精细有机化学领域在增速上与全球平均水平基本一致，而基础通信处理、半导体和医疗技术仪器领域则在增速上较全球平均相对领先。

第七，从中期动态角度来看，自2015年以来我国申请PCT专利增速较快的领域有IT管理方法、控制仪器、测量仪器、热工艺和设备、视听音像技术、化学工程、运输机械工程、搬运机械工程、生物技术；其中，测量仪器和视听音像技术领域经过数年的高速增长已于2020年位列我国申请占比前十。从这一维度观测，我国增长较快的领域与日本、德国同期表现较为接近；与美国的主要差异体现在：后者近年来的优势领域（生物技术、制药、微结构和纳米技术等）于我国占比始终偏低，仍有上升空间。

第八，需要注意的是，尽管PCT专利是国际公认的专利体系，但数量本身并不能完全对应关键领域的核心竞争力，也不能完全被理解为科技创新能力，在核心科技领域取得进一步突破仍任重道远。但从趋势上看，“十四五”期间政策红利与研发费用的提高将驱动我国推动“工程师红利”要素的进一步激活，以及各行业研发创新的加快。PCT专利申请数据是观测这一变化的微观窗口。

正文

2020年全球PCT专利申请量达历史最高水平，申请国家中占比最高的是中国（25.0%），其后依次为美国（21.4%）、日本（18.4%）、韩国（7.3%）和德国（6.8%）等。这是中国连续第二年超过美国，成为全球PCT专利申请数量最多的国家。此外2020年中国专利申请量增速也录得16%的高位，是前十大来源地中唯一一个在2020年录得两位数增长的国家。韩国近两年表现也较为突出，2020年首次超过德国。

PCT（The PatentCooperation Treaty，专利合作条约）是一份拥有超过150个缔约国的国际条约，由联合国下属的世界知识产权组织（WIPO）负责管理。通过PCT，申请人只需提交一份“国际”专利申请，即可请求在为数众多的国家同时对其发明进行专利保护。全球的大型企业、中小型企业、个人发明者、研究机构和大学等在寻求国际专利保护时，都会使用 PCT[1]。知识产权帮助创新者和企业把创意推向市场，全世界对知识产权的需求从历史上看大致与全球经济表现同步[2]。

WIPO于近日发布年度报告称，尽管2020年全球GDP预计降低3.5%，但同期的PCT申请量增长了4%，达到27.59万件申请，这是有史以来的最高数量。其中，中国保持2019年的强劲势头，仍然位列世界第一（约6.9万件申请，同比增长约16%）。位居其后的是美国（约5.9万件申请，+3%）, 这是中国连续第二年超过美国、日本（约5.1万件申请，-4.1%）、韩国（约2.0万件申请，+5.2%）和德国（约1.9万件申请，-3.7%）。此外，WIPO最新报告中还提及其他增长强劲的国家，包括沙特阿拉伯、马来西亚、智利、新加坡和巴西等，较长期趋势指向创新的全球化，亚洲占所有PCT申请活动的53.7%，而10年前为35.7%。

我国自1985年起开始向WIPO提交PCT专利申请，当年仅有1件，此后数年提交数量也始终徘徊在0-2件专利的零星状态，至2000年也不过782件。进入21世纪后，我国每年提交PCT专利申请量开始跃升至千位到万位水平，同比增速于2003年起每年基本维持在两位数高增状态。世界知识产权组织PCT运营司司长赵挺曾于2017年表示，将近60%的中国企业去海外提交专利申请都是通过PCT途径，而在上世纪90年代的时候这一数据只有20%，这说明PCT体系已经越来越被发明人和申请人所使用。至2019年中国超越美国成为全球占比最大的申请国，并于2020年继续位列世界第一。

2020年中国申请PCT专利的行业中，占比最高的主要有数字通信、计算机技术、视听音像技术、电动机械仪器能源、半导体、测量仪器、光学仪器、电子通信、医疗技术仪器等。其中数字通信（13%）与计算机技术（12%）分别自2004年、2011年以来便始终为我国占比前二的申请领域。

2020年我国申请PCT专利的行业中，数量占比排名较为靠前的领域依次有①数字通信（占比13%）、②计算机技术（占比12%）、③视听音像技术（占比7%）、④电动机械、仪器、能源（占比5%）、⑤半导体（占比4%）、⑥测量仪器（占比4%）、⑦光学仪器（占比3%）、⑧电子通信（占比3%）、⑨医疗技术仪器（占比3%）等（详见表1）。

其中，位列第一的数字通信与计算机技术分别自2004年、2011年以来便始终为我国占比前二的申请领域，视听音像技术、半导体和测量仪器近年占比有所上升，其他领域占比较之前期略有下滑，但整体占比排名依然维持稳定状态。

华为连续第四年成为最大申请人，其后是三星、三菱、LG、高通等。排名靠前的中国企业还有京东方、OPPO、中兴、平安科技、大疆、VIVO、华星光电、阿里巴巴、字节跳动、惠科股份、格力电器等。而在2020年上榜PCT专利申请量的前十大教育机构中，有五所高校来自中国，四所来自美国，一所来自日本。

2020年也是华为技术有限公司连续第四年成为最大的申请人，位居其后的是韩国三星电子、日本三菱电机株式会社、韩国LG电子公司和美国高通公司。WIPO在2019年年度回顾报告中表示：“活跃于数字通信领域的公司在 2019 年 PCT 申请前 50 名中领先。在排名前十的申请人中，有六位主要靠数字通信领域的申请：爱立信、华为技术、OPPO手机、LG 电子、高通公司和三星电子。”

排名靠前的中国企业还有京东方、OPPO、中兴、平安科技、大疆、VIVO、华星光电、阿里巴巴、字节跳动、惠科股份、格力电器等（详见表2）。

此外，在2020年上榜的前十所教育机构中，有五所来自中国，依次为深圳大学、清华大学、浙江大学、大连理工大学、华南理工大学。此后还有中国矿业大学、东北大学、江南大学、东南大学、山东科技大学、天津大学、北京大学、山东大学等（详见表3）。

和全球相比，2020年我国优势领域中的数字通信、视听音像技术、半导体、光学仪器、电子通信、热工艺和设备、IT管理方法、家具和游戏等领域专利申请高于全球整体水平；而计算机技术、电动机械仪器能源、测量仪器、医疗技术仪器、基础材料化学、其他特殊机械、土木工程、高分子化学与高分子材料等领域则低于世界整体水平，仍有一定上升空间。

与其他国家相比，上述2020年中国申请量占比较高的领域中，高于全球水平的有：①数字通信（中国占比第一，全球占比第二）、③视听音像技术（中国占比第三，全球占比第六）、⑤半导体（中国占比第五，全球占比第九）、⑦光学仪器（中国占比第七，全球占比第十）、⑧电子通信（中国占比第八，全球占比第十四）。

而在这些领域中，占比位次低于全球水平仍有上升空间的行业有：②计算机技术（中国占比第二，全球占比第一）、④电动机械、仪器、能源（中国占比第四，全球占比第三）、⑥测量仪器（中国占比第六，全球占比第五）、⑨医疗技术仪器（中国占比第九，全球占比第三）（详见表1）。

除上述贡献度较大的九个行业外，2020年中国还有哪些行业占比显著低于世界平均水平？具体来看：基础材料化学、其他特殊机械、土木工程、高分子化学与高分子材料。而热工艺和设备、IT管理方法、家具、游戏等领域则显著高于全球平均水平。

其他经济体的研发优势分布，我们从PCT专利申请中也能明显看出，如美国的制药和生物技术。2020年，主要国家中美国的专利申请优势领域为计算机技术、医疗技术仪器、数字通信、制药、生物技术等；日本为电动机械仪器能源、计算机技术、测量仪器、运输机械工程、医疗技术仪器、半导体等；德国为运输机械工程、电动机械仪器能源、测量仪器、机械元件、医疗技术仪器等；韩国为数字通信、计算机技术、电动机械仪器能源、视听音像技术、医疗技术仪器、半导体等。

横向对比全球主要国家2020年的申请领域结构，美国的专利申请优势领域依次有：计算机技术、医疗技术仪器、数字通信、制药、生物技术、测量仪器、电动机械仪器能源、其他特殊机械、视听音像技术、精细有机化学等。

日本的专利申请优势领域依次有：电动机械仪器能源、计算机技术、测量仪器、运输机械工程、医疗技术仪器、半导体、视听音像技术、数字通信、光学仪器、高分子化学与高分子材料等。

德国的专利申请优势领域依次有：运输机械工程、电动机械仪器能源、测量仪器、机械元件、医疗技术仪器、计算机技术、发动机泵与涡轮机、其他特殊机械、机床、搬运机械工程等。

韩国的专利申请优势领域依次有：数字通信、计算机技术、电动机械仪器能源、视听音像技术、医疗技术仪器、半导体、电子通信、制药、其他消费品、IT管理方法/用于管理的信息技术方法（详见表1）。

与2019年相比，2020年我国申报行业增长较快的领域有：微结构和纳米技术、基础通信处理、视听音像技术、半导体、测量仪器、环保技术、生物材料分析仪器、精细有机化学、医疗技术仪器等。在这些行业中，微结构和纳米技术、视听音像技术、测量仪器、环保技术和精细有机化学领域在增速上与全球平均水平基本一致，而基础通信处理、半导体和医疗技术仪器领域则在增速上较全球平均相对领先。

我国于2020年申报领域中，较之2019年增长较快的领域依次有：①微结构和纳米技术（全球增速第二，其中美国、德国增速也较为靠前）、②基础通信处理（全球增速第九，主要国家中仅韩国增速较为靠前）、③视听音像技术（该行业同时也为占比较高的行业，全球增速第一，美国、韩国、德国增速也较为靠前）、④半导体（该行业同时也为占比较高的行业，全球增速第八，韩国、日本、德国增速也较为靠前）、⑤测量仪器（该行业同时也为占比较高的行业，全球增速第七，该行业增速位次我国与日本较为接近）、⑥环保技术（全球增速第五，该行业日本增速位次较前）、⑦生物材料分析仪器（全球增速第十五，该行业增速位次我国与日本较为接近）、⑧精细有机化学（全球增速第十一，该行业增速位次我国与美国、德国较为接近）、⑨医疗技术仪器（该行业同时也为占比较高的行业，全球增速第二十四，我国该行业增速排名较为靠前）等（详见表4）。

从中期动态角度来看，自2015年以来我国申请PCT专利增速较快的领域有IT管理方法、控制仪器、测量仪器、热工艺和设备、视听音像技术、化学工程、运输机械工程、搬运机械工程、生物技术；其中，测量仪器和视听音像技术领域经过数年的高速增长已于2020年位列我国申请占比前十。从这一维度观测，我国增长较快的领域与日本、德国同期表现较为接近；与美国的主要差异体现在：后者近年来的优势领域（生物技术、制药、微结构和纳米技术等）于我国占比始终偏低，仍有上升空间。

从中期的动态增长维度来看，自2015年以来我国PCT专利申请量增速较高的领域依次有：①IT管理方法/用于管理的信息技术方法（日本增速也相对较快）、②控制仪器（其他主要国家增速也相对较快）、③测量仪器（2020年占比第六，日本、德国增速也相对较快）、④热工艺和设备（日本增速也相对较快）、⑤视听音像技术（2020年占比第三，韩国增速也相对较快）、⑥化学工程、⑦运输机械工程、⑧搬运机械工程、⑨生物技术等。

与美日德韩相比，2015年以来我国增速较快的领域与日本重合度较高，德国增速较高的几大领域同时也为我国2020年申请占比相对较大的领域。与美国相比，其近年来增速较快的行业包括光学仪器、生物技术、制药、微结构和纳米技术等，其中我国光学仪器申请占比虽相对较高，但2020年占比较前期有所下滑，而生物技术、制药、微结构和纳米技术等则始终占比偏低（详见表5）。

需要注意的是，尽管PCT专利是国际公认的专利体系，但数量本身并不能完全对应关键领域的核心竞争力，也不能完全被理解为科技创新能力，在核心科技领域取得进一步突破仍任重道远。但从趋势上看，“十四五”期间政策红利与研发费用的提高将驱动我国推动“工程师红利”要素的进一步激活，以及各行业研发创新的加快。PCT专利申请数据是观测这一变化的微观窗口。

在《工程师红利就是中国下一个十年的人口红利》中，我们指出，一个容易被忽略的线索是在人口数量下降同时，人口教育素质红利即“工程师红利”正在形成。一系列数据显示中国已经进入“工程师红利”释放和技术赶超加速的“寒武纪时代”。人口红利深刻影响中国上一个二十年，“工程师红利”将深刻影响中国下一个十年。

十四五规划建议稿中明确提出“制定科技强国行动纲要……加强基础研究、注重原始创新”。作为“十四五”开局之年，2021年政府工作报告中的科技创新部分与以往不同的是，也特别细化了政策目标如“中央本级基础研究支出增长10.6%”、“延续执行企业研发费用加计扣除75%政策”等。“十四五”期间，政策红利将激活我国研发创新活力，而本文围绕展开分析的PCT专利数据则是一个较好的观测各行业创新能力与边际变化的微观数据窗口。

核心假设风险。经济下行超预期，刺激政策超预期。

[1] https://www.wipo.int/pct/zh/

[2] https://www.wipo.int/pressroom/zh/articles/2021/article_0002.html

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