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编者按：日前召开的2019年中央经济工作会议，特别强调推动先进制造业和现代服务业的深入融合。物联网是其中一个技术桥梁，本文结合专利数据，提出上海布局NB-IoT及新一代通信技术的有关建议。
窄带物联网（NB-IoT）是物联网的一个重要分支，聚焦于低功耗广覆盖（LPWA）物联网市场，可与现有的高速移动网络服务（LTE 基站）结合，在智慧停车、智慧供水、智慧照明、智慧农业以及可穿戴设备等方面有着广泛的应用。
从目前的发展态势看，截止 2018 年 11 月，全球已商用的移动物联网网络达到66张，均为各国和地区主流运营商。其中，NB-IoT商用网络有 53 张，占据绝对份额（来自GSMA的数据）。
另一方面，由于NB-IoT是我国科技龙头企业（代表性企业：华为）积极参与并被国际广泛认可的通信标准，也是我国高技术领域自主创新的一次重要实践。同时，物联网及新一代通信技术是上海战略性新兴产业发展的主要方向，通过梳理NB-IoT技术创新和产业发展情况，了解上海的创新能力和商业化应用，将对上海深度布局物联网及新一代通信技术项目具有积极作用。
从产业链上进行专利分析，是了解产业发展现状和能力的其中一个有效途径。本报告采用的专利文献数据主要来自于智慧芽专利检索分析数据库，数据截至2018年5月20日各官方知识产权局已公开的专利文献（一般情况下，专利申请在初步审查合格后，满18个月后予以公布，因此截止到本报告的检索日期，2017年和2018年部分专利申请还未公开。）。
（一)全国NB-IoT专利申请量累积分析，上海排名全国第三
从全国历年累积关于NB-IoT专利申请中可看到（图1），上海在全国排在第三位，与排在第二位的北京差距不大，但与排在第一位的广东差距很大。这主要是因为广东拥有该领域中的两个重要创新主体——华为与中兴两家企业。北京的主要专利申请人是移动通信领域的三大运营商（总部都在北京）及一些高校。
图1 各省（直辖市）专利申请排名
对上海专利申请人类型进行统计（图2），企业是上海NB-IoT领域专利申请的绝对主力，比如上海朗帛通信、紫光展锐等科技企业，其占专利申请总量的93.84%。个人、高校和科研院所共占比6.16%。这与其他通信标准相关专利的情况基本相似。
图2 上海NB-IoT领域专利申请人类型占比
NB-IoT目前正形成从“底层芯片—模组—终端—运营商”的完整产业链（图3）。芯片在NB-IoT整个产业链中处于基础核心地位。
从全球来看，截止2018年，受LPWAN产业发展初期和连接数不足的影响，LPWAN芯片目前出货量仍较少。但据《物联网白皮书2018》报告，在2017-2023年期间，LPWAN的连接数将实现109%的年复合增长率，连接数快速增长将带动芯片出货量增速，其中NB-IoT芯片将逐渐占据最大份额。目前，物联网多样化的市场、差异化场景和需求，逼厂商从底层芯片侧开始进行差异化创新。
图3 NB-IoT领域全球专利申请人排名（2015-2018年）
从国际来看，华为和高通在全球NB-IoT芯片领域已形成一定的先发优势，2017年均已实现芯片量产。从2015-2018年间的全球专利申请人排名看，高通、爱立信和华为排名全球前三甲（图3）。从目前市面上的NB-IoT模组来看，芯片类型基本上是华为海思Boudica120和高通MDM9206。但两者的技术策略不一样，华为主要定位于轻量级芯片，只支持NB-IoT单模。高通鉴于未来市场的不确定性，采取多模多频的方式。
从国内来看，在NB-IoT芯片领域形成大型厂商和创业团队共存的、多层次和多家竞争的供应商格局，供应商数量超过10家，争夺物联网芯片的蓝海市场。包括移芯通信、智联安科技、芯翼信息、创新维度等创业团队已推出自研的NB-IoT芯片产品。
上海与北京和广东相比，在NB-IoT产业链布局上较为均衡（图4）。
北京在应用终端、运营商两环节都占比最高。北京的产业链布局中，应用终端环节占比最高，达52%；运营环节专利申请占比达28%，也是三个地区中最高的，且高于全球产业链中运营环节的专利申请占比。这是由于国内三大运营商中国电信、中国移动和中国联通的主要研发机构均设于北京市。
广东在底层芯片环节的专利申请占比最高。广东在低层芯片环节占比达63%，超过该省全产业链专利总数的一半。这主要得益于国内两家重要芯片厂商华为和中兴研发总部均位于广东省。
上海在NB-IoT领域的专利申请量排名国内第三，仅次于广东和北京，但与排名第一的广东存在较大差距。与北京和广东比较，上海在产业链布局上较为均衡，看不出明显的技术创新重点。
总体而言，这种现状所带来的隐患是，NB-IoT产业整体竞争力不强，缺乏具有行业引领能力的科技龙头企业。
图4 北上广NB-IoT产业链各环节专利申请量占比
通信技术是一个周期快速迭代的产业领域，新通信技术的产生及应用主要以市场行为为主。中国由于政府作为新兴技术产业的积极推手，因此在通信领域会相应制订一些政策制度和联盟，以利于推动产业快速成长。
比如，2018年4月，在浦东科技和经济委员会指导下，由上海产业技术研究院作为理事长单位，联合浦东国民经济和社会信息化推进中心、上海联通、上海电信、上海移动、华为、中国华东电信研究院、紫光展锐、华大半导体、江苏国电南瑞集团等40多家单位发起组建成立“上海浦东物联网创新应用联盟（SPIIAA）”；江西省鹰潭市立志要成为国内物联网建设的样板城市，在城市设备管理、工业控制、农林监控、智能交通、个人追踪等各个领域都举全市之力部署；北京、深圳、西安等地方也启动了多个NB-IoT示范应用工程。
上海也在积极探索NB-IoT的技术开发和多种应用场景，典型的包括智慧城市中各类公共事务和安全类应用。比如，2017年，上海崇明岛就率先开展了小规模的NB-IoT智慧太阳能路灯应用验证项目。在2018年，上海静安区、浦东新区等政府积极在交通、健康医疗、食品安全、环保、城市公共设施等民生热点领域联合社会资源，以示范项目形式，开始一定规模地推广部署基于NB-IoT通信的感知设备，力争构建数据“自动采集、充分共享”的城市精细化管理“神经元末梢”。政府项目的推动实施极大地激发了上下游企业针对NB-IoT技术产品的开发及市场推广应用热情。但总体而言，政策驱动的物联网应用落地快于企业自发的物联网应用需求，而消费者自发的物联网需求总体慢于企业的自发需求。
据《物联网白皮书2018》估算，预计2018年我国物联网总体产业规模达到1.2万亿元，距“十三五”期末1.5万亿的目标值完成80%。预计未来几年，中国物联网行业年均增速将保持在30%左右。但NB-IoT目前还处于商用化初期，技术上已趋于成熟，商业化进程的核心在于快速推广应用。
结合上述对NB-IoT专利和产业链的分析，对上海提出以下建议：
(一) 实施新一代物联网关键共性技术与应用示范验证重大专项
建议围绕NB-IoT产业核心环节，研究物联网平台化智能感知终端平台系统架构技术、多源感知信息智能处理的软硬件融合片上系统技术、M2M终端协同技术、安全防护等，研发拥有自主知识产权的智能感知终端，选择城市代表性场景应用示范验证，并建立系列化行业物联网标准。
(二) 建设新型城市物联网功能型平台，提升产业服务能力
支持建设城市物联网研发与转化功能型平台，平台以打造国际一流水平的超大城市级NB-IoT产业集群为目标，通过链接科技企业及研究院所、联盟合作、联合研发、第三方检测服务、行业技术培训、标准制定等多种创新模式，促进本地NB-IoT科技创新应用的整体竞争能力。
(三) 积极利用双创，打造本土创新生态及龙头科技企业
华为、中兴拥有非常多NB-IoT专利，虽然统计数量的时候归于总部所在地的广东，但其主要研发中心都在上海，充分利用了上海的人才资源。物联网市场涉及到千行百业，物联网生态环境是由全球化大公司加众多中小应用厂商组成的产业生态圈，其中90%是中小企业，所以上海应该积极利用“双创”活动和众创空间，培育大量具有垂直行业竞争力的本土中小科技企业，助力成长独角兽企业，打造繁荣的本地生态系统。
(四) 利用长三角更高质量一体化发展机遇，充分发挥区域间资源互补优势
以“长三角一体化发展三年行动计划”关于5G网络建设为载体（NB-IoT是5G网络的重要组成部分），与长三角兄弟省市一起结合城市管理和产业发展需求，拓展基于NB-IoT技术的新应用、新模式和新业态，推进区域间互通互联型NB-IoT工程示范项目，加强不同供应商产品的互操作性，助推长三角区域内NB-IoT产业规模化发展。
（本文是上海市软科学研究计划项目《新兴产业技术与制度的协同演化研究》（项目编号：17692112000）的阶段性研究成果之一），来源微言创新。
作者：陈志辉，博士，上海产业技术研究院综合管理部技术交流合作主管。
作者：刘小玲，博士，上海科学院规划研究处副研究员。
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