随着5G布建的普及化，带出车联网时代的来临，智能化、个人化需求的提升，在新一代车辆产业中发展出「智能座舱」的概念，智能座舱目前并无统一的规格标准，凡是能提供个人化、智能化及沉浸式体验目的的相关发明，均能实现于车辆智能座舱中，相关市场也不再是由传统品牌汽车大厂及车辆零组件供货商主导，因此未来「智能座舱」概念可为资通讯技术开发经验丰富的台湾厂商带来无数创造利润之商机。为此，台湾地区智慧财产局于去年（2023） 10月31日发布了《车辆智能座舱系统关键技术专利趋势分析研究》报告，以专利来导航，透过专利申请现况，找出产业发展的脉络，提供厂商在进入车用市场上相关的研发注意事项，并关注进入相关技术领域所属的潜在竞争及合作的对象，以助厂商缩短进入智能座舱市场的摸索时间。
《车辆智能座舱系统关键技术专利趋势分析研究》（下称《报告》）以用户为中心的视角，将智能座舱系统相关技术依视觉、听觉、娱乐体验及智能互动主题进行分类研究，进行相关专利趋势分析及挑选重要关键技术，盼能提供智能座舱相关产业研发及市场营销策略制定参考；除了避免将研发资源浪费在已存在的技术外，也可以找出相关潜在合作或竞争对象。
《报告》调研背景
从车辆发展趋势来看，已从最早期的着重机械化发展演变成着重车辆的电子化，特斯拉于2009年推出Model S可以说是一个分水岭。其后，随着5G网络布建日益普及，IoT及车联网也开始兴盛，车厂也开始关注车辆的联网化。与此同时，5G、人工智能(AI)、大数据、半导体制程技术等各种新兴科技的技术发展也日渐成熟，进而在车辆发展上开始重视智能化及个人化的应用。
《报告》指出，早期车辆电子系统的开发，是由各品牌车厂搭配一级(Tier1)供货商使用较封闭的软件操作系统及自选芯片自行进行研发，随着各种新兴科技的发展，在芯片使用上已不再由各品牌车厂搭配一级供货商主导，而是使用芯片厂商提供的车用芯片。车用芯片的主要供货商包括联发科、高通 (Qualcomm)、辉达 (NVDIA) 等芯片大厂，他们将5G、AI等原先大量运用于计算机及消费电子市场上的技术带进汽车市场。《报告》进一步指出，在芯片以外，车用软件系统上也出现变化，随着苹果公司 (Apple car) 及Google (Android auto) 加入车用系统开发，软件系统也由较封闭的软件操作系统逐渐走向多元开放。
综上各种科技的发展也同时造就了车辆零组件供应链的变化，由之前各品牌车厂搭配一级供货商(Tier1) 将汽车零组件产品直接供应各品牌车厂的方式，演变为可由更多不同类型的OEM / ODM厂商参与；未来互联网公司也可能是汽车零组件产品的提供者。像在2019年CES展上，多家车厂、零件供货商和科技公司均开始发表较完整的智能座舱解决方案，整合人工智能，虚拟现实 (Virtual Reality，VR) 等前缘技术。2020年后有更多主板公司，供货商及互联网公司纷纷进军智能座舱领域，提供解决方案。
《报告》强调，智能座舱如今的发展趋势不再是汽车座舱内加上绚丽仪表板的概念，而是强调各个构件的整合，提供驾驶或乘客一种多元多模式的互动，进而使驾驶或乘客有更智能及沉浸式的驾驶或乘坐体验，其中涉及相关技术繁多，而目前智能座舱亦没有明确定义及统一的标准技术规格，因此，《报告》在相关专利技术分类上回归到以「智能座舱的本质」进行分类，即以消费者于座舱内目光所及、耳朵所听、触觉所至、甚至于车内一切互动，以使用本身为出发点分别为视觉、听觉、智能互动及娱乐体验四大类相关技术进行分析。
智能座舱视觉技术专利
《报告》指出，为运用新的科技来满足驾驶与乘客新的需求与体验，其中视觉体验相当重要。传统显示的方式已逐步产生变化，最显著的改变即为抬头显示器（head-up display，HUD）运用于车辆上，使驾驶不用再低头观看相关讯息，提高了驾驶安全性。更近一步的增强实境。HUD可分三类，分别为(1) 组合式(Combiner Type) HUD、(2) 挡风玻璃式(Windshield Type) HUD、(3) 增强实境(Augmented Reality,AR) HUD；而HUD的影像源 技术则涵盖(1) TFT-LCD、(2) DLP、(3) LCOS及(4) MEMS。
经整理，《报告》筛选分析后的智能座舱视觉方面相关技术的专利，截至2023年中，所有公开 (告) 案件，共计12,748案。
● 视觉专利国别分布
《报告》以「最早优先权国家 / 地区」作为发明來源国家 / 地区，即专利申请人就一发明首次提出专利申请的国家 / 地区，代表该发明的來源国家 / 地区，发现HUD技术的12,748案发明之來源以日本 (JP，3,895案，31%）及美国 (US，2,001案，16%）、中国大陆 (CN，1,707案，14%）为主，其他來自于德国 (DE，1,605案，13%）、南韩 (KR，1,199，10%）、以及法国 (FR，748案，6%）;來自台湾 (TW) 的发明占1%，共162案。
《报告》分析，日本以3,895件专利占据第1位，显示日本老牌汽车公司仍有其研发实力，其精密加工仍是世界首屈一指的。美国以2,001件占据第2位，可归因于其国家科技实力与创新思想的先进。中国大陆以1,707件位列第3，应与中国大陆大力推动电动汽车产业有关。德国以1,605件排第4位，可能是由于德国环保意识强烈，大力推动电动汽车有关，且德国老牌汽车公司如福斯、BMW等亦具有强劲的研发实力。南韩以1,199件位居第5位，南韩现代汽车目前亦在电动汽车技术上强力发展，可藉由HUD来吸引换车消费者购买该品牌。
● 视觉专利IPC分布分布
针对视觉技术，《报告》对各专利申请之IPC分类号进行统计如图1所示，其相关说明列于表1。
如表1所示，视觉技术领域前3名的分类号为G02B、B60K与B60R，分别为4,807件、2,380件与540件。G02B为「光学组件或系统或仪器」；B60K为「车辆用仪表或仪表板」；故大致可归纳出专利技术分类于光学组件与仪表上这两部分约占58%。
● 视觉专利申请人分布
如表2所示，在全球部分，前十大申请人中，以日本与欧洲厂商最多，主要申请人以汽车制造商与零组件供货商居多。排名第一的日本电装 (DENSO CORP.) 是世界第二大的汽车零组件供货商，为著名的汽车零组件以及先进汽车技术、产品和系统的制造商和供货商之一。排名第二为日本精机 (NIPPON SEIKI CO. LTD.) 是汽车零件供货商之一，该公司通过汽车零组件业务部门提供HUD。排名第三的南韩现代汽车 (HYUNDAI MOTOR CO.) 为南韩最大的汽车制造商。第四名为德国福斯集团 (VOLKSWAGEN A.G.) 是世界最大的汽车制造商之一。第五名为法国法雷奥(VALEO S.A.) 于1980年代开始，快速进军国际市场，通过一系列海外兼并，发展成一家跨国企业，涵盖多个重要汽车零件领域的。排名第六的日本矢崎 (YAZAKI CORPORATION.)是一家全球汽车零组件供货商，亦提供高分辨率的HUD配备。第七名为日本丰田(TOYOTA MOTOR CORP.)是总部位于日本爱知县丰田市的跨国汽车公司。排名第八为德国BMW (BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG) 是一家跨国豪华汽车、机车和引擎制造商。第九名的法国圣戈班 (COMPAGNIE DE SAINT-GOBAIN.) 是一家位于巴黎的跨国公司，最初是一家镜子制造商，现在还生产各种建筑材料、高性能材料和其他材料。其亦提供有关HUD的夹层玻璃与镜面材料。最后为美国通用汽车 (GENERAL MOTORS CORP)，是源自美国的跨国汽车制造公司。从十大申请人可看出多为老牌汽车制造公司或汽车零件供货商，可见在HUD技术领域目前还没有新兴的厂商专利数量可超越老牌公司。
智能座舱听觉技术专利
车载智能语音系统可以实现驾驶员与汽车的良好交互，能避免驾驶员分心，提升驾驶体验，是汽车智能系统中不可或缺的重要部分。语音互动的核心技术主要包括三大部分，分别是语音识别ASR、语意分析NLP及语音合成TTS技术；而声学的核心技术主要包括三大部分，分别是车载麦克风、车载扬声器及车载功率放大器。
● 听觉技术专利国别分布
如同前述视觉技术专利一样，《报告》以「最早优先权国家 / 地区」作为发明來源国家 / 地区，即专利申请人就一发明首次提出专利申请的国家 / 地区，代表该发明的來源国家 / 地区。
根据Derwent Innovation检索后所得资料分析结果，中国大陆以1,377项专利居领先地位，《报告》推测是因为中国大陆有庞大的汽车市场和消费需求，推动了智能座舱技术的发展和创新，且中国大陆有强大的人工智能和语音识别技术基础，例如百度、阿里巴巴、腾讯等，这些中国厂商提供了智能座舱听觉技术所需的核心算法及平台。美国为听觉技术申请专利的第2大国，有1,243申请专利数量，如同中国大陆，美国也有丰富的智能座舱听觉技术专利资源，例如谷歌、微软、亚马逊等，这些美国厂商人工智能和语音识别技术方面具有深厚的基础和优势。日本紧追其后，位列第3，共有962申请专利数量，日本也有强大的电子和通讯技术基础，例如索尼、松下、夏普等，他们在音响和显示方面具有领先和独特的技术；日本有稳定的汽车市场和消费群体，以及高度的安全意识和品味要求，这些都促进了智能座舱听觉技术的发展和改进。前三大申请国家 / 地区占总申请量将近7成 (68%)。
● 听觉专利的IPC分布
听觉技术领域前4名的分类号为G10L、B60R、H04R及G06F，分别为1,785件、1,345件、899件与753件，其中G10L为「语言分析或合成；语言识别」；G06F为「电子数字数据处理」，主要与语音互动技术中的自然语言的分析与识别、语言数据转化处理相关；B60R为「车辆配件或车辆部件」；H04R为「扬声器」，主要与声学技术中的声学输入、声学输出相关，前4名的分类号约占听学技术领域7成 (68%) 的专利申请数量。
● 听觉分类技术的前十大申请人
如表4所示，前十大申请人中，以日本与美国厂商最多，主要申请人以汽车制造商与零组件供货商最多。排名第1位为南韩现代汽车(HYUNDAI MOTOR CO.)，第2位为日本三菱电机 (MITSUBISHI ELECTRIC CORP)，第3、第4位分别为美国福特汽车 (FORD MOTOR CO.)及美国通用汽车(GENERAL MOTORS CORP)。从十大申请人中可看出专利申请者均为汽车制造商或汽车（多媒体设备）零组件供货商。
智能座舱娱乐体验技术专利
《报告》指出，过往车内娱乐体验以车内显示器播放音乐、广告或影片为主，提供乘客以单向显示为主的乘车乐趣。后加入类似于计算机或单机游戏的内容，让乘客可透过显示器与游戏内容互动，提供乘客长程乘坐的消遣。随着智能车辆的发展趋势，并因应物联网的丰富信息、智能化设备及个人化服务的发展，娱乐体验将从过往的单向显示与单机游戏娱乐，转变为连网的个人化车内娱乐应用，并基于行车安全理由，建构乘客与驾驶互不打扰的独立娱乐系统，以及透过乘客的智能化设备与车内系统的链接，提供更多整合式服务与个人化服务，将乘客的乘坐 体验从单纯的娱乐消遣打发时间模式转为建构车内成为第三生活空间的沉浸式娱乐体验。
《报告》利用全球车内娱乐体验专利申请情形进行进一步探索，透过 Derwent Innovation 利用娱乐体验的相关关键词进行检索并阅读相关专利技术后，归纳出关键技术具体内容包括二阶技术（显示、控制、个别化服务、体验、环境）。再将二阶技术进一步细分为三阶技术，其范畴依序包括头枕与手枕显示器之显示及共享技术、遥控器与手势之控制技术、透过乘客智能化设备与后座娱乐系统无缝连接或进行乘客定位、乘客娱乐性体验与乘坐过程体验以及车内虚拟环境与行车外部现实环境之结合、互动等技术。
● 娛樂體驗技術專利國別分布
《报告》透过 Derwent Innovation 进行专利检索，在娱乐体验这个分类技术项下，计有约4,947件专利申请纪录，分别为后座娱乐子分类约3,027件，沉浸体验子分类约2,025件。在4,947件专利申请纪录中，前十大国家占了4,868件，大约 98.4%的专利申请纪录是由前十大国家申请的，其中以美国的1,871件为最高，中国大陆的823件次之，世界知识产权组织466件排第3位。
● 娱乐体验技术专利的IPC分布
在娱乐体验此分类技术中，《报告》针对各专利申请之IPC分类号进行统计，结果如图3所示，其相关说明列表如表5所示。
前十大IPC分类号分别为 B60R、G06F、H04N、B60K、B60W、H04W、 H04L、G01C、G02B 及 G06T。其中，在娱乐体验分类技术中的第一大分类号 B60R，为「其他类不包括的车辆，车辆配件或车辆部件」，《报告》推测其技术内涵主要是涵盖了车载相关显示设备的布置或安装；第二大分类号 G06F 为「电子数字数据处理」，推测其技术内涵应为车内相关显示设备与用户之间的人机接口设计与互动方式；第三大分类号 H04N 为「影像通信，例如电视」，推测其技术内涵应为车内虚拟现实、 扩增实境等技术之影像通讯。
● 娱乐体验技术各分类技术的前十大申请人
在娱乐体验分类技术项下，前十大申请人前 3 名为中国大陆上海擎感智能科技 (SHANGHAI QINGGAN INTELLIGENT TECHNOLOGY)、南韩LG电子(LG ELECTRONICS INC.)及德国福斯汽车(VOLKSWAGEN A.G.) (详表6)。
在娱乐体验分类技术的子分类中，后座娱乐子分类的前十大申请人前 3 名为南韩LG电子 (LG ELECTRONICS INC.)、日本三菱电机 (MITSUBISHI ELECTRIC CORP)、德国BMW (BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (BMW))。在这个子分类技术项下，德国福斯(VOLKSWAGEN A.G.)、南韩现代(HYUNDAI MOTOR CO.)、美国福特汽(FORD MOTOR CO.)与日本电装(DENSO CORP)亦拥有超过 35 件以上的专利申请数量，均为后座娱乐系统相关技术的主要发展厂商 (详表7)。
沉浸体验子分类的前十大申请人前3名为中国大陆上海擎感智能科技 (SHANGHAI QINGGAN INTELLIGENT TECHNOLOGY)、南韩LG电子 (LG ELECTRONICS INC.)、美国莱夫特 (LYFT INC)。在这个子分类技术项下，日本丰田自动车 (TOYOTA MOTOR CORP)、日本索尼 (SONY CORP)、德国福斯汽车(VOLKSWAGEN A.G.) 与南韩三星显示器 (SAMSUNG DISPLAY CO. LTD.)亦拥有超过25件至55件的专利申请数量，均为沉浸体验相关技术的主要发展厂商 (详表8)。
智能座舱智能互动技术专利
在智能互动于智能座舱的领域中，《报告》将其定义为车辆与人员的互动，传统上座舱的目的在于容纳人员，使人员能具有舒适的乘驾体验，并且防止意外的发生；而当意外发生时，能够保障车载人员的安全。智能座舱除保有传统座舱的设计内容外，更透过传感器、智能化与物联网等技术，增加多种技术功能与智能服务。《报告》将智能互动子技术分成 4 大领域，分别是驾驶辅助系统、睡眠疲劳侦测、乘员监测，以及电动车里程焦虑。
● 智能互动技术专利国别分布
Derwent Innovation 的专利统计结果显示，于智能互动技术专利数量，中国大陆以 2,921件排名第 1，占据了申请总数的 34%，美国拥有 1,883 件，占比为 22%，排名第 2，日本以 850 件专利排名第三，占比约 10%；德国拥有 528 件专利，欧洲(EP)拥有 497 件专利，世界知识产权组织 (WO)的数据显示，共有 476 件专利涵盖了国际申请，韩国拥有 422 件专利，英国、加拿大和印度分别拥有 114 件、103 件和 98 件专利（详表9）。
● 智能互动技术专利的IPC分布
Derwent Innovation 的专利统计，智能互动技术专利之IPC分布如图5及表10所示。智能互动技术IPC领前 3 名的分类号为 B60W、B60R 与 G06F，分别具有专利数量807 件、796 件及 671 件。总体而言智能互动的 IPC 分类并未有呈现明显突出的分类号，可见智能互动为各种技术的综合应用及统整，并非限制于特定技术领域的发展范围。
● 智能互动技术专利的前十大申请人
《报告》经 Derwent Innovation 进行检索后，透过其内建分析工具聚合同族专利，依据申请人所申请的专利数量排名，找出智能互动领域专利数量最多的前十大申请人，经统计后资料如表17所示。
其中，日本丰田自动车 (TOYOTA MOTOR CORP)在智能互动领域共拥有专利申请130件，位居首位。德国罗伯特博世 (BOSCH (ROBERT) GMBH)以125件位居第2。美国通用汽车 (GENERAL MOTORS CORP) 和德国福斯汽车 (VOLKSWAGEN A.G.)紧随其后，分别拥有72件和64件专利。日本三菱电机(MITSUBISHI ELECTRIC CORP) 和美国福特汽车 (FORD MOTOR CO.)并列，各自拥有60件。排在下半部分的南韩现代自动车 (HYUNDAI MOTOR CO.) 拥有50件、加拿大麦格纳 (MAGNA INTERNATIONAL INC.) 拥有45件；日本电装 (DENSO CORP.)拥有专利43件、日本奥姆龙 (OMRON CORP.)拥有37件。
参考数据 :
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