世界科技创新的变化，藏在哪些数据里？
12月30日，智慧芽旗下智慧芽创新研究中心最新发布《创新无止境——2021年度盘点》（以下简称“年度盘点”），在全球1.7亿条专利数据，1.5亿条学术文献数据，超过1亿条新闻数据，还有各类投融资数据、企业数据、市场报告数据中洞察2021年度“中国/全球十大技术创新关键词”以及“全球/中国专利最强的企业”。
年度盘点显示，2021年度十大技术关键词为：锂电池、新能源汽车、冠状病毒、机器人、土壤修复、半导体、物联网、电网储能、区块链、无人机。其中，中国和全球的十大技术关键词基本一致，锂电池、新能源汽车、冠状病毒、机器人、土壤修复、物联网、电网储能等，排序稍有不同。而中国十大技术关键词中，“中药”是特别的领域，全球技术关键词中，“区块链”、“无人机”热度较高。
年度盘点根据2020年和2021年专利数据分析得出，近两年专利最强的中国公司是华为、腾讯、OPPO和京东方等。全球专利最强的公司为三星、华为、LG、高通、OPPO等。
一、中国/全球十大技术创新关键词：锂电池、新能源汽车、冠状病毒热度最高
智慧芽数据库拥有全球1.7亿条专利数据，1.5亿条学术文献数据，超过1亿条新闻数据，还有各类公司/机构、企业兼并、风险投资、科研基金、技术转让、政府资助、临床实验等数据。借助智慧芽AI神经网络模型，广泛地为不同类型的数据进行分类，并给这些数据打上了技术主题标签。
这一技术主题标签方式基于微软亿级学术图谱，通过深度学习训练方法，利用语义规则辅助神经网络模型对专利、文献、新闻、市场报告、投融资、公司数据等十几种异构数据，进行自动分类识别，标记分类主题标签，从而形成一套基于AI模型能力的科技数据分类体系。
最终保有的技术主题分类体系共包含60多万个技术主题标签，包括生物（Biology）、化学（Chemistry）、计算机科学（Computer science）、工程（Engineering）、 环境地质学（Environmental geology）、材料科学（Materials science）、医药（Medicine）、物理（Physics）8个大分类。
对比发现，近两年来中国和全球的十大技术关键词基本一致，锂电池、新能源汽车、冠状病毒、机器人、土壤修复、物联网、电网储能等，排序稍有不同。而中国十大技术关键词中，“中药”是特别的领域，全球技术关键词中，“区块链”、“无人机”热度较高。
综合分析后，2021年度十大技术关键词为：锂电池、新能源汽车、冠状病毒、机器人、土壤修复、半导体、物联网、电网储能、区块链、无人机。（见图1）
图1：中国/全球十大技术创新关键词（来源：智慧芽整理）
关键词一：锂电池
全球所有的数据中，共有11.5万件专利都被打上了“锂电池”的技术主题标签，其中2.3万件发生在近两年。全球有1.7万多篇学术文献中，有500多篇发表在最近两年。中国和美国无疑是锂电池技术中最为活跃的地区，大多数的投资并购在这两个火热的地区正在发生。
从全球专利市场分布来看，中国已成为全球锂二次电池技术布局的第一目标市场，其次，日本和美国的相关专利申请量分列二、三位。结合技术来源国分布来看，日本是行业内技术实力储备最强的国家。
关键词二：新能源汽车
这一技术关键词的全球专利申请量增长迅猛，近两年专利申请约2.5万件，占这一技术关键词专利总量的近四成；近两年全球共有近360宗企业并购正在发生，中国市场独领风骚，交易占比超三成。
市场预期向好，新能源汽车2025年销量预期将超过2000万台，可见这一技术的火爆必将持续。
关键词三：冠状病毒
毫无疑问，这是全球最令人揪心的技术关键词。全球4585项政府资助用来抗击冠状病毒，其中超过1亿美元的接近100起。全球33万多篇学术文献与它有关，其中，美国、英国和中国研究热度最高。全球有6000多件专利被打上“冠状病毒”的技术主题标签，大部分申请于2020和2021年，中国和美国是抗击冠状病毒方面技术发展最为活跃的地区。
与“冠状病毒”相关技术主题中，值得关注的技术细分主题词有防护装备、疫苗、流行病学、抗病毒、心理健康等。这些关键词构成了人们这两年的疫情下日常生活。
值得关注的是，在中国十大技术主题标签中，“中药”崭露头角且近年研究热度呈上升趋势，与该技术标签有关的专利超过5000件。过去两年，中医药在全国各地新冠肺炎防治中的价值得到了肯定。
关键词四：机器人
全球所有数据中，“机器人”技术主题中共有超过42万件专利和超过24万件学术文献，且在近五年呈现稳定上升的趋势。机器人专利申请量中国一枝独秀，学术研究中美两国领跑全球。2020-2021年间，机器人领域投融资热度跃然而上，期间的交易金额相较于2020年前明显提升。
全球机器人产业不断向上的发展趋势将让世界发生更加深刻的变化，未来机器人将被赋予更多全新的技术功能，同时机器人也将在智能制造、碳中和、医疗健康等更多领域大放异彩。
关键词五：土壤修复
地球是我们唯一的家园，我们每一人都离不开自己脚下这寸土地。“土壤修复”这一技术关键词不容我们忽视。
在面对土壤污染、土壤科学的生态学问题时，全球共有近8000件专利被打上了“土壤修复”的技术主题标签，其中2500件发生在近两年。全球近两年在这一技术主题中发布1000多篇学术论文，其中，中国、美国和加拿大研究热度最高。
分析学术论文的“土壤修复”关键词后，值得关注的细分技术主题词包括：绿色环保材料生物炭、污染物溶质迁移模型、有害废弃物处理、土壤退化、污染土地淋洗修复技术、污染物计量研究方法等。
关键词六：半导体
半导体技术发展至今，全球已有超过180万件相关专利申请被打上了这一技术主题标签。在过去两年中，半导体技术主题热度仍然居高不下，且相关的研究成果数量稳定上升。发生在最近两年的半导体技术主题的专利申请超过6.8万件。
无论是学术研究还是专利，中国在近两年中都无疑是这一领域里最具创新活力的国家。
“氧化物半导体”在全球技术关键词中备受关注。技术细分主题词上，氮化镓、超导、纳米复合材料等细分技术或将成为重大技术突破点。
关键词七：物联网
全球有8.6万件专利都被打上了物联网的技术主题标签，其中2.5万件发生在近两年。我们在全球这个技术主题的6.5万多篇学术论文中，有2.4万篇发生在最近两年。
中国在物联网技术主题创新最为活跃，专利占全球81%。移动通信成为物联网的新突破口。除了三星、华为、高通这样的通信技术企业仍然是创新的主体外，专注于物联网科技的公司也正在形成竞争力。
关键词八：电网储能
在碳中和的全球命题下，可再生能源成为最大的领域，不管是基于分布式发电的技术，“电网储能”成为这两年热门的技术关键词。这一趋势中国与全球也完全一致。
同时，在正极、电气化学、电极、充电、热能等技术细分主题词上，均有很多的学术文献正在产生。
关键词九：区块链
区块链技术作为下一代信息技术的颠覆性技术，在这两年的技术发展中，拥有非常多的实质性突破，已经从概念阶段开始落地，应用到不同的业务和场景中。电子签名和支付是区块链技术创新的热点主题词。
全球共有4.8万件专利都被打上了区块链的技术主题标签，其中2万件发生在近两年。全球超过1.2万起投资并购在发生，2万多篇学术论文中，有57%发生在最近两年。中国在区块链技术主题创新最为活跃，其次为美国。
关键词十：无人机
从2016年起，全球在无人机技术主题的创新开始活跃。过去的五年内，这一活跃程度保持了持续。全球共有3.7件专利在“无人机”技术主题上，近五年每年都在6000多件。
与无人机相关的技术是“图像分析”，全球有2.5万专利都被打上了图像分析的标签，其中2826件发生在近两年。中国、日本和美国在“图像分析”这一技术主题的专利占全球67%。图像分析作为人工智能“基建技术”，有更加广泛的应用场景，已经被大量应用在无人驾驶和医疗领域中数字病理等方面。
2021年度专利最强的中国/全球公司，按照中国/全球公司在一定时间段内全球申请专利的数量和质量来进行统计和排名分析。统计查看的专利维度有四个——包括专利申请量、发明专利数、PCT申请量和专利被引数。专利申请量主要为数量依据，发明专利数代表企业专利质量，PCT申请代表企业专利质量以及国际化布局情况，专利被引数量越多，则说明其专利质量越高。
因为企业基于相关技术申请专利具有一定的持续性，以及企业专利申请公开或有延迟，仅统计2021年公开的专利申请对企业综合能力排名并不一定全面，因此选择2020年和2021年近两年的专利申请作为依据。
按照近两年企业在全球的专利申请量、发明专利数、PCT申请量和专利被引数的四个维度进行排名，列出四项榜单排名中的前十名企业。
年度盘点发现以下这些公司出现在上述四项榜单中，分别是，华为、腾讯、OPPO、京东方、国家电网、格力、VIVO、海尔、百度、小米、中兴通讯、字节跳动、比亚迪、联想、大疆、支付宝、中石化，为中国专利最强的头部公司。（见图2）
其中，华为在上述四个维度榜单中均列居第一，是专利最强的中国公司。
图2：专利最强的中国公司（数据：智慧芽）
三、全球专利最强的公司：三星、华为领先，LG、高通、OPPO紧随其后
按照2020年以来，全球公司在全球申请专利的专利申请量、发明专利数、PCT申请量和专利被引数这四个维度进行分析排名，分别找出这四个榜单中的前十名企业，从而找到2021年度全球专利最强的公司。
进入2021年度全球专利最强公司榜单的企业有，三星、华为领先，LG、高通、OPPO紧随其后，进入榜单的中国公司还有，国家电网、京东方、腾讯、格力、VIVO，进入榜单的其他国际公司还有，丰田、佳能、索尼、松下、微软、IBM、东芝、日立、三菱、富士、日本电气。（见图3）
分析发现，三星在上述四个维度榜单中上榜，且在三个维度中排名第一，华为在上述四个维度榜单中上榜三次，华为在PCT专利申请中超过三星为全球第一。此外，LG、高通和OPPO出现了3次，在全球专利排名中有突出表现。
图3：全球专利最强的公司（数据：智慧芽）
综上，年度盘点发现中国公司不仅在专利数量上而且在专利质量上都在全球表现非常出色。其中，除了华为以外，国家电网、京东方、腾讯、格力等在不同领域的中国公司均有较好的表现，后来者OPPO和VIVO的专利数量和质量也已经在国际上非常亮眼的行列。中国上榜公司中，行业领域覆盖包括了通信行业（华为、中兴）、能源（国际电网、中石化）、互联网（腾讯、百度、字节跳动、支付宝）、通信终端（OPPO、VIVO、小米）、人工智能（大疆）、芯片产业（京东方）、智能制造（海尔）、新能源汽车（比亚迪）等新兴行业。
同时，年度盘点也发现日韩公司专利储备不容小觑。在全球专利最强的公司中，除了中国公司以外，日本和韩国的公司仍然表现了优秀的专利创新能力，尤其在专利被引用数这个维度，日本公司尤其表现优异。而高通、微软、IBM等技术基础深厚的知名公司也仍然榜上有名。
