2023年度全球十大技术关键词

2023年度 全球十大技术关键词 引言 Preface 2024年伊始，智慧芽第三年发布《全球十大技术关键词》报告。这10个“年度技术关键词”，是我们在2023年中全球范围内观察到的快速进步的代表性前沿技术领域，它们代表了全球技术研发凝心聚力的重要突破，也意味着过去一年来科技创新所展现的爆发潜力。 2023年，纵使世界经济增长仍充满不确定，科技世界依旧表现出高涨的增长势能，也依旧充满激动人心的数字、词汇和故事。2023年的10个技术关键词与2022有鲜明差异。2022年的技术焦点集中在钠离子电池、换电站、石墨炔、纳米酶等新能源汽车和材料行业的技术，到了2023年，我们看到技术快速突破的焦点领域转向人工智能、通信和清洁能源——分别有2项技术入选。人工智能行业里，多模态大模型成为2023年爆火的AI大模型未来最终形态，与此同时，各行各业也纷纷加码投资虚拟数字人技术；通信领域里，6G以超越5G近百倍的能力成为全球通信巨头投资研发的重点，通感一体化则成为全球对下一代通信网络能力的共同期待；清洁能源赛道上，被视为“减排困难户”的航空业大力发展可持续航空燃料，CCUS技术通过将二氧化碳资源化推进人类减排事业可持续化。此外，新材料、半导体、生物医药和软件互联网行业也各有1项技术入选，在过去一年里展现快速增长。 10个技术关键词的选取和分析均来源于智慧芽长期沉淀的专利和研发数据。我们始终认为专利资产是技术研发成果的文本沉淀，今年的报告里我们继续采用过去一年专利申请量的“成长性”来做跨行业的拉通比较。在具体方法上，我们全面分析60多万个技术领域，从中计算并捕捉“成长性”最高的部分。这60多万个技术领域是智慧芽基于AI深度学习、为全球1.8亿条专利数据构建的技术主题词标签。同时，我们充分参考行业专家的分析评价，也大量比对外部专业机构的分析结果，作为互补和校正。在计算“成长性”时，我们以2023年专利申请同比增速作为关键指标，考虑到年度可比性的要求，其中专利申请均按公开日拉通计算。同时，也设置了一定数量的年度专利申请量作为门槛，确保入选技术领域已经形成基本的规模效应、步入一个有共识的研发轨道。最后综合对比，遴选出增长最快的10个技术领域。针对每个技术主题词，报告进一步对其技术竞争格局以及技术研发突破方向做出初步解读，力争构建一个基于数据计算而指向技术本身的立体认知。 通过这个简单的“2023年度全球十大技术关键词”名单，及每个名词背后的多重技术动态，我们得以管窥创新世界中技术风口的快速迭代，也感受到人类社会向数智化、虚拟化、低碳化呼啸而去的时代风向。站在2024年的开始，以这份报告与君共勉。 智慧芽 2023年度全球十大技术关键词 捕捉正在快速进步的前沿技术领域 6G技术 以超越5G近百倍的能力， 融合多维技术构建 “万物智联”新世界 可持续航空燃料 无缝替代传统燃料、实现航空净零排目标的新型清洁燃料 类器官芯片 构建在芯片上的器官生理微系统，有望破解新药研发“双十”魔咒 通感一体化 共享底层基因的通信和感知相融合，以有限资源实现能力跃升 CCUS技术 通过二氧化碳资源化促进减排的可持续手段，降成本是发展关键 多模态大模型 大模型的未来形态，真正模拟人脑处理图文音等多模态信息 麦克烯 井喷式增长的二维纳米材料届黑马新秀，导电性能比肩石墨烯 像素电路 通过改变电流电压实现对像素的精准控制，是光显示赛道必争之地 虚拟数字人 元宇宙的数字“原住民”，各行各业纷纷加码投资“造人” 无源物联网 改变终端节点能量获取方式，构建真正的万物互联新时代 6G技术 SixthGenerationMobileCommunications 以超越5G近百倍的能力，融合多维技术构建“万物智联”新世界 作为未来数字世界的“超级基础设施”，6G拥有改变世界的力量，全球技术竞赛愈演愈烈，2023年约有1600余件专利申请，较2022年翻一番。由太赫兹频段支撑起的6G网络有望实现超5G近百倍的传输速率和容量，数千件专利致力于此。6G将以强连接、强计算和强安全的极致性能，融合卫星通信、人工智能、无源物联网等技术，构建一个“无缝覆盖-内生智能-万物智联“的全新世界。 注：在专利标题/摘要/权利要求中检索技术关键词及相关衍生词，统计专利申请量，为规避专利申请到公开的时间滞后，当年专利申请量均按公开日口径统计 *以下分析基于历史累计专利申请总量 技术来源主要玩家 全球32个国家开展6G技术竞赛，韩国暂时领先韩国三星电子公司是当前6G技术的最主要贡献者 TOP5技术来源国（单位：件）TOP5创新主体（单位：件）排除个人申请人 韩国1545 中国626 三星电子株式会社韩国公司 1539 87 AT&T知识产权一部有限合伙公司美国公司 美国 日本75 印度65 471 华为技术有限公司 西安电子科技大学北京邮电大学 中国公司 81 40 中国院校 26 中国院校 注：技术来源国即专利原始申请人所在国家注：创新主体即专利的原始申请人 技术研发方向 6G技术发展的问题难点是如何降低成本、实现商业化 当前技术研发仍致力于实现超越5G的数据传输速率 效率低 55 成本高 93 可靠性有限 55 改善相位噪声 58 5G 1696 TOP5技术问题（单位：件）TOP5技术主题（单位：件） 难以商业化 65 数据传输速率 2604 无线网络 162 用户设备 629 基站 588 注：技术问题按智慧芽自主标注的技术问题短语字段进行统计注：技术主题由智慧芽从专利中提取总结，1件专利可对应多个技术主题 CCUS技术 CarbonCapture,UtilizationandStorage 通过二氧化碳资源化促进减排的可持续手段，降成本是发展关键 作为应对全球气候变化的碳中和行业关键技术之一，CCUS技术在CCS技术的基础上实现二氧化碳资源化，更具有现实操作性，是当下最热门的碳减排手段，2023年以60%的同比增速在全年实现3000余件专利技术申请。在全球CCUS技术赛场上，各国着重点不一，欧洲侧重碳封存，中美更重视碳的再利用，而降低二氧化碳处理的成本和能耗是全球共同面临的技术发展瓶颈，截至目前全球共有约700件专利着力于此。 注：在专利标题/摘要/权利要求中检索技术关键词及相关衍生词，统计专利申请量，为规避专利申请到公开的时间滞后，当年专利申请量均按公开日口径统计 *以下分析基于历史累计专利申请总量 技术来源主要玩家 49个国家积极进行布局，中国是最大技术来源国来自不同国家的科技公司群雄逐鹿CCUS赛场 288 TOP5技术来源国（单位：件）TOP5创新主体（单位：件）排除个人申请人 中国5271 阿尔斯托姆科技有限公司瑞士公司 美国 日本852 韩国784 3807 株式会社东芝 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 通用电气公司 195 178 165 139 日本公司中国公司美国公司 英国487 朗泽科技新西兰有限公司 新西兰公司 注：技术来源国即专利原始申请人所在国家注：创新主体即专利的原始申请人 技术研发方向 降低成本和能耗是目前亟待解决的主要技术问题 烟道气和汽车尾气是当前碳捕捉的技术研发焦点 利用率低 69 环境污染 113 能耗高 290 效率低 115 碳封存 1526 废气 665 烟道气 1626 燃烧 773 尾气 1038 成本高 400 TOP5技术问题（单位：件）TOP5技术主题（单位：件） 注：技术问题按智慧芽自主标注的技术问题短语字段进行统计注：技术主题由智慧芽从专利中提取总结，1件专利可对应多个技术主题 多模态大模型 MultimodelLargeLanguageModels 大模型的未来形态，真正模拟人脑处理图文音等多模态信息 多模态大模型是研发最为活跃的AI大模型领域，以90%同比增速实现专利申请量高速增长，2023年全年共申请相关技术专利9000件，被视为未来AI大模型的未来形态。与现下热门的大语言模型相比，多模态大模型通过结合自然语言处理、计算机视觉、智能语音等技术，能够实现真正像人类大脑一样处理文本、图像、音频、视频等多种模态信息，基于音频模态的语音识别、语音处理技术是目前的研发重点，共有8000多件相关专利申请。 注：在专利标题/摘要/权利要求中检索技术关键词及相关衍生词，统计专利申请量，为规避专利申请到公开的时间滞后，当年专利申请量均按公开日口径统计 *以下分析基于历史累计专利申请总量 技术来源主要玩家 全球已有49个国家开展布局，中美两国具备领先优势美国三大科技巨头公司微软、谷歌、IBM引领全球 TOP5技术来源国（单位：万件）TOP5创新主体（单位：件）排除个人申请人 中国 1.6微软公司 1375 美国 公司 美国 0.8 谷歌有限责任公司 1033 美国 公司 日本 0.2 国际商业机器公司 650 美国 公司 韩国 0.2 三星电子株式会社 532 韩国 公司 德国 0.1 北京百度网讯科技有限公司 522 中国 公司 注：技术来源国即专利原始申请人所在国家注：创新主体即专利的原始申请人 技术研发方向 近半数专利技术致力于提高准确性和提高效率 语音模态是当前多模态大模型的技术研发重点 成本高 373 准确性低 892 效率低 601 效果差 196 电子设备 2116 人类语言 2810 TOP5技术问题（单位：件）TOP5技术主题（单位：件） 精度低 192 数据集 1806 语音 8127 自然语言 2319 注：技术问题按智慧芽自主标注的技术问题短语字段进行统计注：技术主题由智慧芽从专利中提取总结，1件专利可对应多个技术主题 可持续航空燃料 SustainableAviationFuel 无缝替代传统燃料、实现航空净零排目标的新型清洁燃料 可持续航空燃料由废油脂、农林废弃物、城市废弃物等加工合成而来，可减少航空业全生命周期80%-100%的碳排放，是当下实现航空业净零排目标的最具潜力手段之一，2023年专利申请200余件，较去年实现数倍增长。可持续航空燃料可直接替代传统喷气燃料，不需要改变现有的飞行方式和飞机结构，截至目前约有170件相关技术专利聚焦实现在现有燃气涡轮发动机中使用可持续航空燃料。 注：在专利标题/摘要/权利要求中检索技术关键词及相关衍生词，统计专利申请量，为规避专利申请到公开的时间滞后，当年专利申请量均按公开日口径统计 *以下分析基于历史累计专利申请总量 技术来源主要玩家 全球15个国家开展研发，英国技术贡献位列第一英国罗尔斯-罗伊斯公司贡献最多，申请专利近百件 TOP5技术来源国（单位：件）TOP5创新主体（单位：件）排除个人申请人 英国 108罗尔斯-罗伊斯有限公司 107 英国 公司 美国 52 赛索技术有限公司 12 南非 公司 中国 47 TOPSOEAS 11 丹麦 公司 丹麦 16 INFINIUMTECHLLC 7 美国 公司 南非 10 北京航空航天大学杭州创新研究院 5 中国 院校 注：技术来源国即专利原始申请人所在国家注：创新主体即专利的原始申请人 技术研发方向 近百件专利旨在解决供应有限、成本高两大问题 结合现有燃气涡轮发动机使用，是当前的研发重点 供应有限 50 发热易受干扰 13 燃气涡轮发动机 170 传感器 18 燃料特性 64 TOP5技术问题（单位：件）TOP5技术主题（单位：件） 成本高 36 组合效率不高 15 燃烧不充分 16 推进系统 26 燃料箱 34 注：技术问题按智慧芽自主标注的技术问题短语字段进行统计注：技术主题由智慧芽从专利中提取总结，1件专利可对应多个技术主题 类器官芯片 Organoids-on-Chips 构建在芯片上的器官生理微系统，有望破解新药研发“双十”魔咒 被誉为生物医药行业颠覆性技术的类器官芯片，起步于2019年，于2023年迎来专利申请量翻番