摘要
本研究主要為資通訊領域及各類智慧科技應用之關鍵技術專利分析。
智慧車方面，自駕車感測融合系統（Autonomous Vehicles Sensor Fusion System）匯聚多元的影像採集資料，可提供更精確的環境感知處理能力，並據此進行駕駛決策實現運輸載具自動駕駛。近年來吸引許多知名企業投入資源進行開發，像是Google、Waymo、General Motor、Baidu、Microsoft、Intel、Uber等。其中自駕車新創企業Waymo為Alphabet（Google）旗下子公司，專注於自動駕駛相關硬體、軟體以及系統開發。
駕駛監測系統為車輛新興人機介面發展相當重要一環，因應各國法規強制安裝要求，近年來有相當大產品成長動能，並隨著自駕車產業與技術逐漸發展和演化過程，在人為與自動駕駛控制權轉換上扮演關鍵角色。
光達（LiDAR）具有高精確度、高辨識率等技術優點，透過雷射發射、接收以及演算法，光達系統可以精確測量周遭物體輪廓、距離、角度等訊息，主要應用包括：3D地圖測量、自駕車、無人機、自動化物流搬運車等，近年來吸引許多新創企業投入資源進行開發，像是Waymo、LeddarTech、Velodyne LiDAR、TriLumina、Quanergy Systems、XENOMATIX、Robosense、HESAI等。
智慧型手機方面，射頻模組作為收發訊號關鍵元件，特殊設計與製程使其成為寡占市場，然而近期可看到越來越多基頻晶片大廠試圖跨界進入。此外，全球邁入5G時代，為使網路能進一步提升，便開始思考毫米波等可產生高網速的頻段如何予以商用化。
衛星通訊技術（Satellite communication technology）利用太空中圍繞地球運轉的人造衛星作為中繼節點轉發無線電波，進行兩個或兩個以上局端或終端間的訊號傳輸，是一種無線通訊技術手段；低軌衛星則因為更靠近地球表面，具有路徑損耗小、傳輸效率高、延遲性低等優勢。近年衛星製造工藝、衛星產製模式與火箭發射技術演進，加上商業火箭產業逐漸成熟，低軌衛星通訊系統組網難度大幅降低，可為地面通訊系統所用，因而促成一波低軌衛星系統布建熱潮。
數位分身方面，該技術是將真實世界事物本體以數位化擬真方式達到虛實結合之目的，除了能夠進行數位模擬分析並呈現事物本體即時狀態之外，更重要的是藉此可對事物本體進行預測並提出決策建議，包括飛機製造維修、製造業涉及的人機協作和產品生命週期管理，甚至醫療系統也開始有研發投入，近年來吸引一些知名企業投入數位分身技術解決方案，像是GE、Siemen、Dassault、Airbus、Boeing等。
數位分身於醫療的應用，可透過收集病患電子病歷、生理資訊、生活習慣等資料，協助醫生遠距看診、模擬病患實行特定療法可能結果、模擬手術或藥物對病患可能反應，也可以協助醫護人員進行模擬訓練。
智慧零售方面，近年來，由於人機介面、自然語言處理、機器學習等資訊科技突飛猛進，線上零售業者、線下零售業者、資訊科技業者積極構思如何藉助新科技的導入，達到對消費者購物意圖、購物需求進行判斷，以更直覺、更便利的人機互動方式，直接在消費者購物過程中進行推薦，進而達到有效行銷之目的，智慧行銷語音助理應運而生。
電子貨架標籤取代傳統紙質標籤，解決實體商店最耗時費工的貼換價標環節，基於多色顯示、支援低溫、LED閃燈、低耗電、無線充電等硬體規格，搭配無線雙向通訊技術與雲端平台，有助零售商實現以電子貨架標籤為中心的智慧商店多元情境，如彈性促銷、靈活定價、庫存管理、消費者態度洞察與全通路發展。
電池與能源方面，二維石墨烯的存在獲得諾貝爾物理學獎的證實，因而使得石墨烯再次受到產業與學術界重視。由於優良導電、導熱與輕薄等特性，電池成為石墨烯材料備受期望的主要應用領域。觀察發現，近年來美國專利局石墨烯電池申請數量達到高峰。
隨著各國對環境永續和低碳節能議題的重視，並積極推動再生能源發展，需量反應透過用電需求的管理，調節尖峰用電需求量，並協助再生能源克服間歇性特性，成為能源領域關鍵技術之一。觀察近年專利申請數量，仍持續穩定發布。
前瞻科技應用方面，臉部辨識（Face Recognition）融合生物學、心理學、模式識別、圖像處理、影像分析、機器視覺、人工智慧等跨領域知識和技術，可廣泛使用於居家安全、門禁管理、駕駛監控、刷臉支付、自動櫃員機、電子商務、人機互動、醫療診斷、身份確認等應用場景。近年來吸引Microsoft、Amazon、IBM、Google、Intel、Apple、Facebook、SONY、Samsung等國際知名企業投入臉部辨識技術解決方案和應用開發。
智慧擴增實境（Smart AR）是擴增實境導入人工智慧，讓擴增實境相關應用增加智慧化功能，達到更逼真、直覺、豐富內容的人機互動體驗感受。Smart AR應用近年來廣泛吸引知名企業、新創業者投入資源進行技術開發。
協作型機器人（Collaborative Robot）是設計和工作人員在共同工作空間中近距離互動的機器人，由於多樣化工作需求讓自動化工作應用場域愈趨豐富，而具備人機協同作業優勢的協作型機器人近年來已成為許多企業評估自動化解決方案採用選項。另一方面，農用無人機在智慧農業發展上扮演要角，透過農用無人機蒐集田間資訊、執行農藥噴灑等應用，為實現精準農業的重要里程碑。
- 前言 I
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章 智慧車專利分析 1
一、 自駕車新創企業Waymo美國專利布局分析 1
二、 自駕車感測融合系統美國專利布局分析 13
三、 駕駛監測系統主要專利權人布局分析 30
四、 光達系統美國專利布局分析 43
第二章 智慧型手機與通訊專利分析 63
一、 手機基頻大廠之射頻市場與專利布局分析 63
二、 手機晶片大廠毫米波技術專利分析 76
三、 低軌衛星通訊技術專利布局分析 90
第三章 數位分身專利分析 115
一、 數位分身美國專利布局分析 115
二、 數位分身醫療應用美國專利布局分析 137
第四章 智慧零售專利分析 147
一、 智慧行銷語音助理美國專利布局分析 147
二、 電子貨架標籤技術專利分析 162
第五章 電池與能源專利分析 195
一、 石墨烯電池主要專利權人布局分析 195
二、 能源需量反應技術專利分析 210
第六章 前瞻科技應用專利分析 227
一、 臉部辨識美國專利布局分析 227
二、 智慧擴增實境美國專利布局分析 249
三、 協作型機器人美國專利布局分析 268
四、 農用無人機技術專利分析 277
附錄 293
一、 英文名詞縮寫對照表 293
二、 中英文名詞對照表 295
- 圖1 1 Waymo自駕車感測系統圖示 2
圖1 2 Waymo美國公開專利分析－申請年度 3
圖1 3 Waymo美國公開專利行業別分析 4
圖1 4 Waymo美國公開專利領域別分析 5
圖1 5 自駕車感測融合系統組成結構圖例 14
圖1 6 自駕車感測融合系統美國專利領域別分析 16
圖1 7 自駕車感測融合系統知名企業相對研發強度評比分析 28
圖1 8 2010～2020年駕駛監測系統專利申請數量 31
圖1 9 駕駛監測系統主要專利申請國（前20大） 32
圖1 10 駕駛監測系統專利主要分類 33
圖1 11 駕駛監測系統主要專利廠商（前20大） 34
圖1 12 駕駛監測系統主要專利擁有者－依據廠商類型分類（前20大） 35
圖1 13 駕駛監測系統前3大專利廠商專利分布現況－CPC分類 35
圖1 14 Hyundai 駕駛監測系統專利布局 36
圖1 15 Toyota 駕駛監測系統專利布局 38
圖1 16 Honda 駕駛監測系統專利布局 40
圖1 17 光達系統組成結構圖示 44
圖1 18 光達產品圖例 44
圖1 19 光達系統美國專利行業別分析 47
圖1 20 光達系統美國專利領域別分析 48
圖1 21 光達新創企業相對研發強度分析 60
圖2 1 三五族半導體產業鏈簡介 64
圖2 2 無線通訊系統分工示意圖 65
圖2 3 前端模組整合示意 66
圖2 4 Qualcomm、華為與Samsung於前端射頻專利發表數變化 72
圖2 5 Qualcomm、華為與Samsung發表專利分類 73
圖2 6 毫米波技術專利出版數量 80
圖2 7 毫米波技術主要專利申請國 81
圖2 8 毫米波技術前二十大專利申請人 82
圖2 9 低軌衛星通訊技術及其應用專利申請數 94
圖2 10 低軌衛星通訊技術主要專利申請國 95
圖2 11 2015年後低軌衛星通訊技術主要專利申請國 96
圖2 12 低軌衛星通訊技術專利CPC分類排名 97
圖2 13 低軌衛星通訊無線傳輸系統技術功能分類 98
圖2 14 低軌衛星通訊技術2015年後主要專利申請人 99
圖2 15 三大專利權人於「低軌衛星通訊技術」專利申請之CPC分類 100
圖2 16 Echostar專利申請動向 102
圖2 17 Boeing專利申請動向 105
圖2 18 Iridium專利申請動向 108
圖2 19 各國「低軌衛星通訊技術」專利申請數量 110
圖3 1 數位分身美國公開專利行業別分析 117
圖3 2 數位分身美國公開專利領域別分析 118
圖3 3 數位分身知名企業相對研發強度評比分析 129
圖3 4 數位分身醫療應用圖例 138
圖3 5 數位分身醫療應用美國公開專利領域別分析 140
圖4 1 智慧行銷語音助理相關硬體和軟體產品圖例 148
圖4 2 電子貨架標籤運作架構 163
圖4 3 電子貨架標籤硬體規格與產業結構 164
圖4 4 歷年電子貨架標籤專利發表數量 165
圖4 5 電子貨架標籤前20大主要專利申請國 166
圖4 6 歷年國家別取得電子貨架標籤專利件數 167
圖4 7 2001年~2020年電子貨架標籤前20大專利權人 168
圖4 8 2015年~2020年電子貨架標籤前20大專利權人 169
圖4 9 前八大專利權人電子貨架標籤專利取得動向 170
圖4 10 前八大專利權人電子貨架標籤專利CPC類別 171
圖4 11 前八大專利權人電子貨架標籤技術布局CPC專利類別比重 172
圖4 12 NCR電子貨架標籤專利布局 173
圖4 13 Pricer AB電子貨架標籤專利布局 176
圖4 14 Pricer ESL解決方案包含商品定位與識別功能可便利揀貨 178
圖4 15 Solum電子貨架標籤專利布局 179
圖4 16 Samsung電子貨架標籤專利布局 181
圖4 17 Toshiba電子貨架標籤專利布局 184
圖4 18 Walmart電子貨架標籤專利布局 186
圖4 19 Japan Display電子貨架標籤專利布局 188
圖4 20 BOE電子貨架標籤專利布局 190
圖5 1 石墨烯電池基本結構 197
圖5 2 石墨烯電池專利申請數量 199
圖5 3 石墨烯電池主要專利申請國 200
圖5 4 石墨烯電池主要專利申請人 201
圖5 5 三大申請廠商專利類別 202
圖5 6 三大廠商石墨烯電池專利申請動向 203
圖5 7 Global Graphene Group石墨烯電池專利布局 205
圖5 8 Samsung石墨烯電池專利布局 207
圖5 9 Semiconductor Energy Laboratory石墨烯電池專利布局 209
圖5 10 需量反應專利申請數量 213
圖5 11 需量反應專利主要申請國（前20名） 214
圖5 12 需量反應專利主要申請人 215
圖5 13 五大專利權人主要申請專利類別 216
圖5 14 五大廠商需量反應專利申請動向 217
圖5 15 Honeywell需量反應系統之專利內容 218
圖5 16 GridConnect需量反應服務平台 224
圖6 1 臉部辨識美國專利領域別分析 229
圖6 2 臉部辨識知名企業相對研發強度評比分析 247
圖6 3 Smart AR應用產品圖例 250
圖6 4 Smart AR美國專利領域別分析 252
圖6 5 協作型機器人產品圖例 269
圖6 6 協作型機器人美國公開專利領域別分析 271
圖6 7 無人機垂直應用分類 278
圖6 8 歷年全球專利申請數趨勢 279
圖6 9 農用無人機主要專利申請國 280
圖6 10 農用無人機主要專利申請人 280
圖6 11 農用無人機三大專利權人之申請動向 281
圖6 12 農用無人機三大專利權人之申請種類 282
圖6 13 SZ DJI technology農用無人機專利布局 283
圖6 14 Nileworks Inc.農用無人機專利布局 286
圖6 15 Topcon Corporation農用無人機專利布局 288
圖6 16 三大專利權人技術應用布局 290
- 表1 1 Waymo美國公開專利領域別和申請年度交叉分析 6
表1 2 Waymo美國公開專利技術別比重分析 8
表1 3 Waymo美國公開專利技術別和申請年度交叉分析 10
表1 4 自駕車感測融合系統美國專利領域別和專利申請年度交叉分析 17
表1 5 自駕車感測融合系統美國專利領域別和知名企業交叉分析 19
表1 6 自駕車感測融合系統美國專利技術別占比分析 21
表1 7 自駕車感測融合系統美國專利技術別和專利申請年度交叉分析 23
表1 8 自駕車感測融合系統美國專利技術別和知名企業交叉分析 26
表1 9 駕駛監測系統相關檢索設定 30
表1 10 光達新創企業基本資料彙整 45
表1 11 光達系統美國專利領域別和專利申請年度交叉分析 49
表1 12 光達系統美國專利領域別和光達新創企業交叉分析 51
表1 13 光達系統美國專利技術項目比重分析 53
表1 14 光達系統美專利技術項目和專利申請年度交叉分析 55
表1 15 光達系統美國專利技術項目和光達新創企業交叉分析 58
表1 16 光達系統美國專利技術項目和光達新創企業交叉分析（續） 59
表2 1 Qualcomm、華為與Samsung於前端射頻重要記事 71
表2 2 毫米波技術專利檢索條件設定 79
表2 3 毫米波技術專利分類與定義 83
表2 4 低軌衛星通訊技術專利檢索條件設定說明 93
表3 1 數位分身美國公開專利領域別和專利申請年度交叉分析 119
表3 2 數位分身美國公開專利領域別和知名企業交叉分析 121
表3 3 數位分身美國公開專利技術別比重分析 123
表3 4 數位分身美國公開專利技術別和專利申請年度交叉分析 125
表3 5 數位分身美國公開專利技術別和知名企業交叉分析 127
表3 6 數位分身美國公開專利應用別比重分析 130
表3 7 數位分身美國公開專利應用別和專利申請年度交叉分析 132
表3 8 數位分身美國公開專利應用別和知名企業交叉分析 134
表3 9 數位分身醫療應用美國公開專利技術別分布分析 141
表3 10 數位分身醫療應用美國公開專利技術別和專利申請年度交叉分析 143
表4 1 智慧行銷語音助理美國專利領域別和專利公告年度交叉分析 150
表4 2 智慧行銷語音助理美國專利領域別和國家別交叉分析 151
表4 3 智慧行銷語音助理美國專利領域別和知名企業交叉分析 154
表4 4 智慧行銷語音助理美國專利技術別和專利公告年度交叉分析 156
表4 5 智慧行銷語音助理美國專利技術別和國家別交叉分析 158
表4 6 智慧行銷助理美國專利技術別和廠商別交叉分析 160
表4 7 電子貨架標籤專利檢索條件設定 164
表5 1 石墨烯電池專利檢索條件設定 198
表5 2 需量反應專利檢索條件設定 212
表6 1 臉部辨識美國專利領域別占比變化分析 230
表6 2 臉部辨識美國專利領域別和專利申請年度交叉分析 232
表6 3 臉部辨識美國專利領域別和知名企業交叉分析 234
表6 4 臉部辨識美國專利技術別比重分析 236
表6 5 臉部辨識美國專利技術別和專利申請年度交叉分析 238
表6 6 臉部辨識美國專利技術別和知名企業交叉分析 241
表6 7 臉部辨識美國專利應用別比重分析 243
表6 8 臉部辨識美國專利應用別和專利申請年度交叉分析 245
表6 9 Smart AR美國專利技術別分布分析 254
表6 10 Smart AR美專利技術別和專利申請年度交叉分析 257
表6 11 Smart AR創新應用重點專利要旨分析 265
表6 12 協作型機器人美國公開專利技術別占比分析 272
表6 13 協作型機器人美國公開專利技術別和專利申請年度交叉分析 275
表6 14 農用無人機專利檢索條件設定 278
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