從北斗芯片的專利布局分析泰斗微電子的核心競爭力

李 軍，張 揚

（國家知識產權局專利局材料部，北京 100088）

1 引言

衛星導航系統能夠為地球表面和近地空間的廣大用戶提供全天時、全天候、高精度的定位、導航和授時服務，是拓展人類活動、促進社會發展的重要空間基礎設施。為此，我國自20世紀80年代起開始探索適合我國國情的北斗衛星導航系統，該系統是我國自主建設、獨立運行，并與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統。

在國家政策和地方政府的扶持下，各省/直轄市自2008年以來建立了“北斗”產業園，并在關鍵基礎設施領域開展示范工程，“北斗”產業逐步擴大，北斗產業鏈初步形成，相關產品已逐步推廣到交通運輸、海洋漁業、水文監測、氣象預報、森林防火、電力調度、救災減災等諸多領域，正在產生廣泛的社會和經濟效益。特別是在位于北斗產業鏈上游（北斗芯片/模塊領域）的關鍵技術上實現了全面突破，主要性能指標與國際同類產品相當，打破了美國GPS市場完全壟斷了我國衛星導航領域的局面。尤其引人注目的明星企業“廣東東莞市泰斗微電子科技有限公司”自2008年成立起來，經過7年奮斗拼搏，已經成為北斗芯片領域名副其實的領軍企業。

這家位于珠三角的高技術企業，究竟是如何在GPS壟斷導航市場的條件下頑強崛起，并最終脫穎而出，成為北斗導航產業鏈上游的泰山北斗的？筆者們試著從專利分析的角度探索該企業的成功理念。

2 專利申請量分析

借助于國家專利局的檢索系統，通過相關分類號“G01S19/00，G01S5/00，G01S1/00，G01C21/00，H04B7/00，G01S 19/04，G01S 9/44”和關鍵詞“芯片、模塊、板卡、基帶、射頻”對北斗芯片的專利進行了全面的檢索并經過謹慎的篩選后，共得到183篇關于北斗芯片的專利申請（截至2015年1月底）。

2.1 專利申請量排序

將檢索到的183件北斗芯片專利申請按照申請量的大小進行排序，排名前8位的主要申請人如圖1所示。

圖1 北斗芯片專利申請量排序圖

從各企業擁有的北斗芯片專利申請總量的排名座次來看，泰斗微電子以69件的成績遙遙領先，占到該類專利申請全國總申請量的38%，是排名第二的北斗/和芯星通專利申請量的兩倍，是排名第三的華力創通專利申請量的三倍，是排名第四位的北京天中磊或東方聯星的近10倍?？梢?，泰斗微電子能夠在北斗芯片領域做到霸主地位，很重要的一條就是充分重視專利這種核心競爭力資源的儲備，其專利儲備量讓排名靠后的企業無法匹敵。

2.2 專利申請量按年份分析

圖2 北斗芯片專利申請量隨年份變化圖

參見圖2，國內第一份北斗芯片的專利申請早于2005年就出現了，申請人是科研實力雄厚的西安華訊科技有限責任公司，但是不知什么原因，這家最早申請的企業，自此以后就再也沒有提交過一份關于北斗芯片的專利申請。隨著2007國家為大力推進芯片模塊終端產業化出臺了《衛星應用產業發展若干意見》，2008～2009國家發改委組織實施了衛星應用高技術產業化專項，北斗產業的春天來到了，而這時泰斗微電子科技有限公司也應運而生。該公司由深圳市同洲電子股份有限公司、電子科技大學、廣東軟件科學園融合經營、技術、市場等相關資源，聯合投資于2008年創辦而成。開始階段，泰斗微電子真是默默無聞，成立的當年公司還沒有一項關于北斗芯片的專利申請，第二年才實現了零的突破，但是泰斗微電子立志要做北斗導航產業鏈上游的泰山北斗，2010年該公司北斗芯片專利申請量猛竄到17件，占到全國同類專利申請量的一半，成為了當年的明星，2011之后該公司北斗芯片專利申請量與全國同類專利申請量變化趨勢基本相同，并且始終保持占據全國的三分之一以上（2013年除外，因為該年泰斗微電子的占比下降是由于該年高校類專利申請人數量突增導致全國申請量突增所造成的，是偶然因素造成的非正常結果）?？梢姡┒肺㈦娮映晒Φ牧硪灰蛩厥巧昶鋾r，泰斗微電子并不是從事北斗芯片研究的先驅，但是該企業誕生的2008年，北斗導航產業得到了國家的重視，并且從國家到地方出臺了各種政策措施對北斗導航產業進行大力扶助，因此該企業能夠發揮后發優勢并實現事半功倍的效果。

3 技術分支分析

在市場競爭的環境下，專利已經成為企業特別是高技術企業的核心競爭力，體現核心競爭力的專利不僅表現為專利數量占優勢，還表現為專利的質量是否過硬。從泰斗微電子的69件北斗芯片專利申請的申請類型上來看，只有一件是實用新型專利申請，其余全部為需要實質審查的發明專利申請，因此，從申請類型上來看，該企業的專利申請具有較高的質量。但是，專利的質量不僅僅體現在專利申請的類型上，更重要的是看它是不是市場急需的技術。因此，我們站在消費者的角度，將該企業的專利申請進行了梳理。

如表1所示，總體上看，該企業的北斗芯片專利申請按照研究方向主要分為兩大類，第一類專利申請的研究方向專注于提高芯片自身性能，另一類專利申請是通過將北斗芯片導航功能與其他技術相結合以豐富北斗芯片的功能。其中，芯片自身性能主要體現在北斗芯片的兼容性、精度、速度、功耗這幾個指標上，而豐富北斗芯片功能目前主要表現在兩個方面，一是為專業/行業用戶提供精確授時，二是通過結合其他導航技術實現無縫導航。除了前述兩大類之外，泰斗微電子還申請了不少有關芯片測試、封裝的專利?？梢姡┒肺㈦娮硬粌H通過保護可靠性更穩固的發明專利對核心技術進行保護，更重要的是該企業專利申請方向著眼于用戶的需要以及生產的保障，體現實實在在的競爭力。

表1 北斗芯片專利申請按照研究方向分類

將該企業北斗芯片進行初步分類之后，排除掉其他相關專利后僅對“芯片自身性能”和“芯片功能增強”這兩類專利申請的數量進行數量統計，以判明該企業產品的核心研究方向，統計結果如圖3所示。

圖3 北斗芯片專利研究方向占比

從圖3中可以看出，該企業北斗芯片專利的研究方向占比的排序為：精度＞速度＞多模＞功耗＞混合導航＞高精度授時，其中，精度、速度、多模、功耗這四個方向的占比之和（芯片自身性能）為85%，混合導航與高精度授時這兩個方向的占比之和（芯片功能增強）為15%。由此，我們可以作出這樣的判斷，泰斗微電子的核心競爭力體現在芯片自身功能方面，而其中提升精度又是芯片自身性能的最主要的研究方向，顯著優于其他三個方面（即速度、多模、功耗）的研究力度。同時，泰斗微電子也將混合導航和高精度授時作為重要的研究方向，混合導航能夠實現室內外無縫導航從而滿足高端用戶需求，而高精度授時能夠滿足特殊行業例如電力、航海部門的特殊需求。

為了從時間軸的方向來觀察泰斗微電子是如何從這六個方向進行專利布局的，將前述六個研究方向的專利申請按照年份順序再次進行了細分，如圖4所示。

圖4 各研究方向的專利申請按照年份的占比圖

從圖4可以看出，總體上提升北斗芯片導航/定位精度一直最主要的研究方向（2009年和2012年除外），可見提升精度是泰斗微電子專利布局的最優先考慮的因素，沒有導航/定位精度，其他方面的優點有如浮云。但是泰斗微電子的第一份專利申請，既不是提升精度也不是提高速度，而是多模（兼容性）專利申請，是何原因？因為泰斗微電子注意到從導航市場占有率來看，GPS導航已經占據了導航市場90%以上的份額，而北斗導航作為一種新的導航系統，如果不走兼容GPS道路的話，那就只能在那剩下的10%的份額里面和同行們近身肉搏，利潤微薄苦不堪言，泰斗微電子顯然不會干這種事倍功半，得不償失的事兒。所以泰斗微電子第一份北斗芯片專利申請就是關于多模導航芯片的專利申請，申請號為CN200910164331.8，發明名稱為“一種兼容GPS和北斗2導航系統的衛星信號捕獲方法”，這顯示出泰斗微電子胸懷很大，他的產品除了支持北斗衛星導航系統外還要兼容其他衛星導航系統，他要的是整個衛星導航市場而不單單是北斗單模式衛星導航市場。另外，我們在篩選提高芯片速度的專利申請時發現，提高芯片速度的專利申請并不是該企業一開始就重點考慮的因素，該類申請從2012年開始申請量猛增，原因在于從這年開始起，年輕人的消費能力大暴發，他們急需在汽車和高端手機上展示能夠體現個性的比拼裝備，而“速度”這個概念是駕車族和俯視族在購買同類產品時相互比較的重要因素。對于智能手機這種隨身攜帶但電量有限的多功能產品，如何降低功耗以延長手機使用/待機時間一直讓制造商和用戶頗為糾結，而為了將北斗芯片植入智能手機就必須將北斗芯片的功耗降低再降低，泰斗微電子在2010～2012年共申請了8件該類專利。出門在外，特別是喜愛戶外運動的暴走族，沒有一款能夠指示溫度、海拔、氣壓的多功能手表是會被人鄙視的，于是該企業針對這種需求果斷地提交了北斗授時手表的專利申請，北斗授時手表除了能夠精確授時以外，還具備其他戶外手表不具備的功能。一是能夠在戶外提供精確的海拔高度，而不是象CASIO、松拓等戶外登山表那樣海拔高度是通過氣壓換算得出從而導致某些場合下海拔高度嚴重失準；二是具備北斗芯片特有的雙向通信功能，在戶外遇險時能夠向外界通報自己的實際位置（這個功能是GPS導航芯片所不具備的）。目前該企業的授時手表已經形成高、中、低三個檔次，在淘寶上賣得很火。駕車族在高架橋下通過時會發現車載導航全亂了，分不清東南西北而不知所措，而克服這些困難單憑北斗芯片自身性能是不能夠克服的，必須與其他類型不受遮蓋物影響的導航系統相結合才能增加導航的范圍和精度，考慮到這些需要，該公司從2010起以平均一年一件均速提出了相應的專利申請，在這些專利申請中所加入的輔助導航系統有Wi-Fi、慣性導航、RFID、磁性導航系統?？梢姡┒肺㈦娮訉＠暾堉械募夹g方案是在經過考察和預測市場之后才提出的，因此，該企業推出產品能夠帶給用戶不一般的體驗并為用戶熱捧。

4 技術路線分析

為了對泰斗微電子關于北斗自身芯片性能的專利申請發展路線進行分析，將這方面的專利申請按照年份的順序選擇了代表性的專利制圖如圖5所示。

圖5 專利技術發展路線圖

圖5是泰斗微電子按照年份順序排列的代表性的北斗芯片專利申請。2009該公司第一份專利申請是關于多模導航系統的專利申請，之后每年均有多模導航系統專利申請提出；而提高速度、提升精度、降低功耗的專利申請也幾乎每年都有提出。可以看出，該企業成功的另一因素是，對體現其核心競爭力的技術著眼點能夠持之以恒地不斷加以改進永不止步。

由于圖5是各年份的代表性專利，并不能夠囊括每個年份的所有專利，為了全面地對解決各個技術問題，例如提高兼容芯片性能、提高芯片運算速度、提高芯片導航/定位精度、降低芯片歷耗，所采用的技術手段進行分析，我們將該企業為提升北斗芯片自身性能的專利申請按照技術手段進行分類制作成技術功效圖6。

圖6 技術功效圖

從圖6中看出，為了提升導航/定位精度泰斗從基帶算法、增加模塊、選擇健康衛星、外部基站輔助、利用北斗導航電文特殊幀信息、晶振修正、電離層延遲修正8種技術手段進行了改進，且采用不同技術手段的申請量都比較平均，在2～3件之間。而為了提高芯片運算速度，除了改進算法之外，更主要的技術手段是二次碼剝離、外部基站輔助、導航電文特殊信息利用這三種方式；為了提高多模芯片性能所采用的技術手段按照數量多少排列為：選擇健康衛星＞增加模塊＝信號選擇＞基帶算法；而該公司為了降低芯片功耗所采用的主要手段是電路簡化共有4件，其次是基帶算法，另外還有一種采用了“云計算”技術來降低北斗芯片功耗的創新方法，這種外部輔助方法是通過將復雜運算上傳到云端進行計算，再將云端計算結果返回從而有效降低了北斗芯片的運算功耗?？梢?，該企業為了提升產品性能不但注重對已有技術進行挖掘改進，還注重與各種新技術進行結合從而達到出奇制勝的效果。

5 結束語

北斗產業鏈這項具備巨大經濟價值的產業鏈曾經吸引著許多具備技術人才優勢的國內優勢企業投身其中，企圖以短平快的方式快速收割果實，而現實情況是他們中的大多數不僅沒有收獲果實，甚至多少年后都變得默默無聞了。

而泰斗微電子公司卻深諳在經濟全球化背景下，企業間的競爭核心競爭力已經體現為以技術創新為核心內容的專利角逐，誰擁有核心技術的專利，誰就可以掌握市場競爭的主動權，就可以擁有成功與美好的未來。通過對該公司自2009年以來的凝聚著高智慧勞動結晶的69份專利申請及其布局進行分析,可以看出泰斗微電子的成功絕非僥幸，該公司的專利申請無不是從尊重、預測和真心服務市場的方向而提出的，體現出了主次分明的專利布局戰略，因而內含其專利技術的產品自然體現著強悍的市場競爭力和對北斗產業未來的掌控力，必然會給用戶帶來不一般的體驗。

泰斗微電子在市場經濟條件下的專利布局，體現了專利數量、質量和市場的完美融合，因而能夠培養出堅實的核心競爭力并最終鑄就了該企業在北斗芯片領域的輝煌。本文通過對泰斗微電子的專利布局分析，不僅僅揭示了泰斗微電子的商業成功之道，更揭示了中國未來高技術企業獲得成功必然要走的一條奮斗之路?！?/p>