董慶偉 高小玉/文

隨著人類步入信息社會，人類就不斷將物理世界中的實體通過信息采集、建模等手段映射到信息世界，從而為將物理世界中的各種活動轉(zhuǎn)移到數(shù)字世界奠定基礎(chǔ)。將物理世界的所有物體映射到數(shù)字世界，是一個繁重龐雜的工程，自動識別技術(shù)應(yīng)運而生。其將實體產(chǎn)品或商品數(shù)據(jù)自動采集，對信息自動識別，并自動進(jìn)行數(shù)字化，使得人類可以對大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時、準(zhǔn)確的處理。條碼識別是各種自動識別技術(shù)中最基礎(chǔ)、最成熟也是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)方案，其對物品相關(guān)信息進(jìn)行各種編碼，然后通過光學(xué)識別技術(shù)進(jìn)行廣泛讀取、采集，從而高效驅(qū)動實體物品的電子物流、商務(wù)和貿(mào)易等經(jīng)濟(jì)活動。

專利活動是創(chuàng)新者保護(hù)自身創(chuàng)新成果最主要的方式之一。圍繞該活動產(chǎn)生的專利信息，蘊(yùn)含大量豐富、獨有的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、法律等信息。全世界專利信息每年以數(shù)百萬記錄數(shù)遞增，截止到2021年底已達(dá)1.7億條。據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織統(tǒng)計，全球95%以上的最新發(fā)明創(chuàng)造記載在專利文獻(xiàn)中，并且約70%的發(fā)明創(chuàng)造只在專利文獻(xiàn)中公開。專利信息作為專利制度運行的載體，已成為推動創(chuàng)新、提高企業(yè)競爭力、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展、加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的基礎(chǔ)資源。

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建不斷深化，以條碼識別為基礎(chǔ)的自動識別技術(shù)，不斷深入生產(chǎn)、貿(mào)易和大眾消費等各個場景，在將數(shù)字孿生一步步帶入現(xiàn)實的同時，也與數(shù)字經(jīng)濟(jì)并肩同儕，不斷謀求自身的改良與創(chuàng)新。本文將從專利信息的角度，以全球該領(lǐng)域的專利活動信息，來觀測條碼識別領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新趨勢和動態(tài)分布。

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如何確定條碼識別技術(shù)領(lǐng)域

條碼識別技術(shù)主要包括一維條碼和二維碼，其中一維條碼又稱條碼（barcode），是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識符。常見的條碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排成的平行線圖案；二維碼也稱為二維條碼，是指在一維條碼的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出另一維具有可讀性的條碼，使用黑白矩形圖案表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)，被設(shè)備掃描后可獲取其中所包含的信息。兩者起源不同，技術(shù)細(xì)節(jié)和應(yīng)用領(lǐng)域均有所差異，為便于研究觀測，我們將兩者單獨進(jìn)行檢索和分析。

為確定條碼相關(guān)的專利信息數(shù)據(jù)集，我們采用條碼、線性碼、二進(jìn)制碼、一維條碼等漢語關(guān)鍵詞，和 英 文 的barcode、Pharmacode、codebar、databar、upc、postcode、linecode等關(guān)鍵詞，以及國際專利分類（IPC）中的G06+、B41+和H04+等上述條件在全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫（約106個國家和地區(qū)）中進(jìn)行檢索，共命中專利數(shù)據(jù)146277條。

為確定二維碼相關(guān)的專利信息數(shù)據(jù)集，采用二維碼、二維條碼、方形碼、QR碼、QRcode、方碼、快速響應(yīng)矩陣圖碼等漢語關(guān)鍵詞和國際專利分類（IPC）中的G06+、B41+和H04+等上述條件在全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，共命中專利數(shù)據(jù)75771條。下文中的分析和圖表，均以上述數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)進(jìn)行。

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申請專利能給企業(yè)的創(chuàng)新帶來保護(hù)，專利申請的總體趨勢體現(xiàn)了條碼識別領(lǐng)域企業(yè)的創(chuàng)新積極性和成果產(chǎn)出量，反映了條碼識別領(lǐng)域創(chuàng)新的總體面貌，如圖1所示。

圖1 條碼全球?qū)＠暾堏厔?/p>

從上圖可以看出，條碼專利申請披露起源時間早于二維碼，二維碼（發(fā)明于1994年）從1995年開始逐漸有專利申請披露，在2011年才達(dá)到條碼的起步水平，但兩者都在2017-2018年達(dá)到高峰。

條碼的創(chuàng)新周期可以明顯看出分為三個臺階：1991-1999年和2000-2010年兩個時間段，專利申請量都平穩(wěn)持續(xù)了9-10年，但是從2011-2018年，條碼專利申請快速增長，并在2018年達(dá)到頂峰，隨后的近兩年（2019、2020年）數(shù)量確有所回調(diào)，我們推測這種放緩可能是二維碼同期高速發(fā)展帶來的擠出效應(yīng)，也可能是行業(yè)的創(chuàng)新與應(yīng)用已經(jīng)越過了高峰期，進(jìn)入了“內(nèi)卷期”，如圖2所示。

圖2 二維碼全球?qū)＠暾堏厔?/p>

二維碼的專利申請曲線幾乎和移動互聯(lián)網(wǎng)的增速同步，都在2011年起開始了爆發(fā)性增長，且在2018年達(dá)到高峰后增速也未下滑?？紤]到2018年后全球經(jīng)濟(jì)走勢的外部約束，可以推測二維碼的創(chuàng)新增量，對條碼創(chuàng)新增速帶來了一定的擠壓。

二維碼的專利申請曲線幾乎和移動互聯(lián)網(wǎng)的增速同步，都在2011年起開始了爆發(fā)性增長，且在2018年達(dá)到高峰后增速也未下滑。

專利技術(shù)生命周期

專利技術(shù)生命周期，通過統(tǒng)計全球?qū)＠煌攴莸纳暾垟?shù)量和申請人的數(shù)量，分析其二維展開后的規(guī)律，來判斷相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展、成熟和衰落等生命周期，如圖3、圖4所示。

圖3 條碼專利技術(shù)生命周期

圖4 二維碼專利技術(shù)生命周期

從條碼的專利技術(shù)生命周期可以看出，其自1998年開始，就有比較高的熱度，全球有近千家創(chuàng)新企業(yè)提交相應(yīng)專利申請，數(shù)量達(dá)1800余件；此后直到2000年左右，參與此領(lǐng)域創(chuàng)新競爭的企業(yè)數(shù)量和提交的專利申請數(shù)量持續(xù)增加，說明條碼技術(shù)在此10年間創(chuàng)新活動踴躍、飛速發(fā)展；但在此后的10年間，增速有所停滯，后又出現(xiàn)負(fù)增長，并于2012和2018年分別達(dá)到了參與企業(yè)數(shù)量和專利申請數(shù)量的頂峰；隨后的2019、2020年，無論是參與專利申請的企業(yè)數(shù)量、還是專利申請數(shù)量，均不斷回落，由此也可判斷，條碼技術(shù)創(chuàng)新在2018年達(dá)到了一個頂峰或者階段性高峰，技術(shù)的發(fā)展也已非常成熟，此后該技術(shù)將進(jìn)入衰落期或是階段性發(fā)展停滯期。這個判斷是否準(zhǔn)確還需要后續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)一步觀察，但是再通過觀察二維碼的生命周期，可能會更為明晰。

從二維碼的專利技術(shù)生命周期圖中可以看出，其自2009年創(chuàng)新態(tài)勢就突飛猛進(jìn)，無論是參與其中的創(chuàng)新企業(yè)數(shù)量，還是提交專利申請的數(shù)量，都幾乎呈現(xiàn)出一種高速的線性增長態(tài)勢，并且這種態(tài)勢在2020年創(chuàng)出新高后也未見頹勢，可以預(yù)見其高速增長的態(tài)勢還將延續(xù)。二維碼的這種創(chuàng)新曲線完美體現(xiàn)了一種新技術(shù)在高速發(fā)展期的創(chuàng)新活躍度，其在2020年的新高，也已經(jīng)超越了條碼技術(shù)2018年頂峰的高度。

條碼識別技術(shù)發(fā)展趨勢

全球的專利信息，同時是一種客觀、（時間）連續(xù)及完整的技術(shù)文獻(xiàn)信息，最早的專利信息起源于第一次技術(shù)革命之前，時間跨度長達(dá)數(shù)百年；空間上目前的專利信息涵蓋了全球106個國家和地區(qū)。作為技術(shù)文獻(xiàn)，這種在大范圍時間尺度上的連續(xù)性和空間地域范圍內(nèi)的完整性，為我們觀察技術(shù)的發(fā)展趨勢和走向，提供了獨特的技術(shù)情報價值。

條碼識別領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢

條碼領(lǐng)域總體發(fā)展趨勢自可觀測以來，一直在不斷拓寬技術(shù)領(lǐng)域的邊界和內(nèi)涵，如圖5所示。

圖5 條碼技術(shù)發(fā)展趨勢

在其第一個十年發(fā)展期（2001-2010年），條碼識別技術(shù)的中心和主要構(gòu)成發(fā)生了顯著的變化，從2001年以“數(shù)據(jù)電子化處理”為主、“數(shù)據(jù)識別”為輔，逐步演化過度到2010年的“專門行業(yè)應(yīng)用”“數(shù)據(jù)識別”和“數(shù)據(jù)電子化處理”基本三分天下；2001年時，二維碼的“行業(yè)應(yīng)用”和“光學(xué)元件、設(shè)備”“運輸存儲裝置”“登記現(xiàn)金、輔幣”和“打字機(jī)”等邊緣技術(shù)分支，發(fā)展走向還不明確，共占當(dāng)時專利技術(shù)總量額約三分之一；但到2010年時，這部分的格局完全明晰，“專門行業(yè)應(yīng)用”占據(jù)了絕對主導(dǎo)，單獨和另外兩個技術(shù)分支占據(jù)了條碼領(lǐng)域的技術(shù)主流，這背后說明條碼技術(shù)已經(jīng)通過逐步的改進(jìn)、迭代，已經(jīng)深入行政、商業(yè)和金融等專門行業(yè)。

在第二個十年發(fā)展期（2011-2020年），條碼“專門行業(yè)應(yīng)用”逐步擴(kuò)大比例，且其在2018年達(dá)峰后的收縮也不明顯，最終在2020年力壓其它兩種技術(shù)分支，成為條碼領(lǐng)域創(chuàng)新的主流。與此同時，從2014年起，條碼領(lǐng)域生發(fā)出新的邊緣技術(shù)分支：“醫(yī)療保健信息處理（G16H）”“時間登記和出勤登記（G07C）”等，這為條碼技術(shù)拓寬創(chuàng)新邊界帶來新的可能，令人期待。

與條碼領(lǐng)域不同，二維碼領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新趨勢，完全是一種爆發(fā)性的發(fā)展態(tài)勢。二維碼從1998年到2010年，在長達(dá)12年中，幾乎沒有大的變化。但是從2010年開始，伴隨著移動互聯(lián)時代的到來（以Iphone為代表的智能手機(jī)2010年開始流行），二維碼的創(chuàng)新進(jìn)入了一個爆發(fā)性增長期，這種增長態(tài)勢一直持續(xù)至今；且一進(jìn)入爆發(fā)增長期，就形成了以“專門行業(yè)應(yīng)用”為主導(dǎo)、“數(shù)據(jù)識別”和“數(shù)據(jù)電子化處理”并重的創(chuàng)新格局。二維碼技術(shù)發(fā)展趨勢整體類似于條碼趨勢的“濃縮精華”版，在與移動互聯(lián)網(wǎng)的共舞中，發(fā)展迅速且勢頭至今不衰，如圖6所示。

圖6 二維碼技術(shù)發(fā)展趨勢

條碼識別領(lǐng)域有效專利

專利權(quán)不同于版權(quán)，專利權(quán)的保護(hù)是有時效的，在我國，發(fā)明專利保護(hù)期最長為20年，外觀設(shè)計為15年，實用新型為10年。在保護(hù)期內(nèi)的專利權(quán)，還需要權(quán)利人持續(xù)繳納維持費，去主動維持專利權(quán)的有效性。這種制度設(shè)計，是為了促使權(quán)利人基于市場、技術(shù)發(fā)展趨勢不斷地判斷，那些專利需要投入成本去維持，而不再具備維持價值的專利就會被放棄。

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條碼和二維碼領(lǐng)域中所有公開過專利的法律狀態(tài)中的“有效”指的是在保護(hù)期內(nèi)且一直被權(quán)利人維持的專利權(quán)；“失效”指的是已經(jīng)超過保護(hù)期或者被權(quán)利人在保護(hù)期內(nèi)放棄的專利；“審中”指的是目前還處在審查程序中的專利（以后可能會授權(quán)）；“PCT指定期滿”指的是按通過PCT國際條約途徑（專利合作條約）提交的國際專利申請（簡稱“PCT申請”），期滿未進(jìn)入主權(quán)國（相當(dāng)于放棄了向?qū)?yīng)國家的專利申請），“PCT指定期內(nèi)”指PCT申請還停留在國際申請階段，以后有可能進(jìn)入主權(quán)國成為普通的專利申請，如圖7、圖8所示。

圖7 條碼專利法律狀態(tài)

圖8 二維碼專利法律狀態(tài)

按上述各法律狀態(tài)的含義，條碼失效專利超過一半，有效的專利占比約25%，這一現(xiàn)狀和條碼技術(shù)起源較早有關(guān)，大部分早期申請（2002年前）的專利均已超過保護(hù)期限；而起源較新的二維碼技術(shù)，失效專利不足35%，小于條碼；二維碼有效專利占比約29%，略高于條碼。

兩者最大的不同在于審查中專利申請的占比，前者不足12%，而后者高達(dá)29%（均并入“PCT指定期內(nèi)”數(shù)據(jù)），約是前者的2.5倍。審查中的專利申請占比說明了業(yè)界對于該技術(shù)領(lǐng)域后續(xù)投入的積極性，較高的審查中占比，以后也會轉(zhuǎn)化為有效專利；兩者對比數(shù)據(jù)表明，業(yè)界對于條碼技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)投入積極性，落后于二維碼。

這一點也可以從申請成本較高的PCT專利申請數(shù)據(jù)得到印證，“PCT指定期滿”后權(quán)利人放棄進(jìn)入指定國家的數(shù)據(jù)，條碼為6.92%，二維碼為4.56%；條碼PCT專利申請指定期滿后被放棄的數(shù)據(jù)高于二維碼，可以看出業(yè)界的投入信心還是有差異的。

有效專利的技術(shù)分布

上文分析所述的有效專利，共有約3.5萬件，這些專利都是近年取得授權(quán)或者創(chuàng)新主體愿意花費成本主動維持的專利，即都是對于產(chǎn)業(yè)而言有市場價值的專利。分析這些專利的具體技術(shù)分支分布，有利于我們看到當(dāng)前市場中正在發(fā)揮創(chuàng)新激勵、保障作用的專利，都應(yīng)用或存在于那些技術(shù)細(xì)分方向，對于業(yè)界參與市場競爭有參考意義。

條碼有效專利的細(xì)分技術(shù)分布，如圖9所示，主要在前文提到的三個技術(shù)分支，分別是“數(shù)據(jù)識別（G06K）”、“專門行業(yè)應(yīng)用（G06Q）”和“數(shù)據(jù)電子處理（G06F）”，結(jié)合條碼技術(shù)領(lǐng)域趨勢圖可分析獲知，“數(shù)據(jù)識別”領(lǐng)域發(fā)展歷程久遠(yuǎn)、持續(xù)，雖近年來勢頭不如“專門行業(yè)應(yīng)用”，但累計的有效專利量仍高居榜首；“專門行業(yè)應(yīng)用”還有進(jìn)一步增量發(fā)展空間，行業(yè)累積有效專利量已經(jīng)超過了排名第三的“數(shù)據(jù)電子處理”，并有望在未來5年內(nèi)竄升至首位，特別是其中最有價值的發(fā)明專利，與首位的“數(shù)據(jù)識別”差距僅在千余件。其后的兩個通信相關(guān)領(lǐng)域“數(shù)字信息傳輸（H04L）”和“圖像通信（H04N）”，也是行業(yè)值得關(guān)注的跨界創(chuàng)新方向。

圖9 條碼專利技術(shù)分布

二維碼有效專利的技術(shù)分支分布，比條碼復(fù)雜一些。如圖10所示，總量上“數(shù)據(jù)識別（G06K）”以微弱優(yōu)勢居首位；但更有價值的發(fā)明專利方面，“專門行業(yè)應(yīng)用（G06Q）”早已完成了反超，這也與前述圖6的二維碼技術(shù)發(fā)展趨勢圖實現(xiàn)了互相印證。其次的“數(shù)據(jù)電子處理（G06F）”和“數(shù)字信息傳輸（H04L）”有效專利量差距比條碼更近，表明二維碼技術(shù)在通信與傳輸領(lǐng)域的跨界創(chuàng)新勢頭，比條碼更激進(jìn)、顯著。

圖10 二維碼專利技術(shù)分布

專利制度作為全球公認(rèn)的技術(shù)創(chuàng)新激勵、保障規(guī)則，通行于全球絕大多數(shù)國家，專利信息作為專利制度的載體，一方面踐行了專利制度“以公開換保護(hù)”的基本原理，另一方面也為我國研究技術(shù)創(chuàng)新在全球的態(tài)勢提供了絕佳的視角和工具。專利信息以其全量、客觀、連續(xù)而完整等特性，能夠以高效率的方式，完成實時追蹤、分析全球企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新活動的目的，這為我國政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，針對特定領(lǐng)域的決策、競爭和研究，提供了客觀的中觀和微觀數(shù)據(jù)參考。

本文從專利信息角度，透視了作為自動識別主要方式的條碼識別技術(shù)領(lǐng)域，并且根據(jù)條碼識別兩種細(xì)分技術(shù)：條碼技術(shù)和二維碼技術(shù)，分別作了分析、比較。兩種條碼技術(shù)分支的發(fā)展方向上，都在向?qū)ｉT行業(yè)的深層不斷深入，同時又出現(xiàn)了醫(yī)療和通信等新的跨界創(chuàng)新方向，在全球最主要的創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者群體中，國內(nèi)企業(yè)也都沒有缺席，這是值得我們欣慰的。往者不可諫，來者猶可追，希望國內(nèi)條碼識別領(lǐng)域的參與者繼續(xù)加入全球的創(chuàng)新競爭，以技術(shù)創(chuàng)新為業(yè)界和市場帶來更多的可能性。