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1、全球十大技術關鍵詞2023年度引言Preface2024年伊始，智慧芽第三年發布全球十大技術關鍵詞報告。這10個“年度技術關鍵詞”，是我們在2023年中全球范圍內觀察到的快速進步的代表性前沿技術領域，它們代表了全球技術研發凝心聚力的重要突破，也意味著過去一年來科技創新所展現的爆發潛力。2023年，縱使世界經濟增長仍充滿不確定，科技世界依舊表現出高漲的增長勢能，也依舊充滿激動人心的數字、詞匯和故事。2023年的10個技術關鍵詞與2022有鮮明差異。2022年的技術焦點集中在鈉離子電池、換電站、石墨炔、納米酶等新能源汽車和材料行業的技術，到了2023年，我們看到技術快速突破的焦點領域轉向人工智能、

2、通信和清潔能源分別有2項技術入選。人工智能行業里，多模態大模型成為2023年爆火的AI大模型未來最終形態，與此同時，各行各業也紛紛加碼投資虛擬數字人技術；通信領域里，6G以超越5G近百倍的能力成為全球通信巨頭投資研發的重點，通感一體化則成為全球對下一代通信網絡能力的共同期待；清潔能源賽道上，被視為“減排困難戶”的航空業大力發展可持續航空燃料，CCUS技術通過將二氧化碳資源化推進人類減排事業可持續化。此外，新材料、半導體、生物醫藥和軟件互聯網行業也各有1項技術入選，在過去一年里展現快速增長。10個技術關鍵詞的選取和分析均來源于智慧芽長期沉淀的專利和研發數據。我們始終認為專利資產是技術研發成果的文

3、本沉淀，今年的報告里我們繼續采用過去一年專利申請量的“成長性”來做跨行業的拉通比較。在具體方法上，我們全面分析60多萬個技術領域，從中計算并捕捉“成長性”最高的部分。這60多萬個技術領域是智慧芽基于AI深度學習、為全球1.8億條專利數據構建的技術主題詞標簽。同時，我們充分參考行業專家的分析評價，也大量比對外部專業機構的分析結果，作為互補和校正。在計算“成長性”時，我們以2023年專利申請同比增速作為關鍵指標，考慮到年度可比性的要求，其中專利申請均按公開日拉通計算。同時，也設置了一定數量的年度專利申請量作為門檻，確保入選技術領域已經形成基本的規模效應、步入一個有共識的研發軌道。最后綜合對比，遴選

4、出增長最快的10個技術領域。針對每個技術主題詞，報告進一步對其技術競爭格局以及技術研發突破方向做出初步解讀，力爭構建一個基于數據計算而指向技術本身的立體認知。通過這個簡單的“2023年度全球十大技術關鍵詞”名單，及每個名詞背后的多重技術動態，我們得以管窺創新世界中技術風口的快速迭代，也感受到人類社會向數智化、虛擬化、低碳化呼嘯而去的時代風向。站在2024年的開始，以這份報告與君共勉。智慧芽2023年度全球十大技術關鍵詞捕捉正在快速進步的前沿技術領域無縫替代傳統燃料、實現航空凈零排目標的新型清潔燃料可持續航空燃料構建在芯片上的器官生理微系統，有望破解新藥研發“雙十”魔咒類器官芯片大模型的未來形態

5、，真正模擬人腦處理圖文音等多模態信息多模態大模型井噴式增長的二維納米材料屆黑馬新秀，導電性能比肩石墨烯麥克烯通過二氧化碳資源化促進減排的可持續手段，降成本是發展關鍵CCUS技術元宇宙的數字“原住民”，各行各業紛紛加碼投資“造人”虛擬數字人通過改變電流電壓實現對像素的精準控制，是光顯示賽道必爭之地像素電路改變終端節點能量獲取方式，構建真正的萬物互聯新時代無源物聯網共享底層基因的通信和感知相融合，以有限資源實現能力躍升通感一體化以超越5G近百倍的能力，融合多維技術構建“萬物智聯”新世界6G技術15456264717565韓國中國美國日本印度6G6G技術技術Sixth Generation Mobi

6、le Communications以超越5G近百倍的能力，融合多維技術構建“萬物智聯”新世界技術來源主要玩家技術研發方向全球32個國家開展6G技術競賽，韓國暫時領先韓國三星電子公司是當前6G技術的最主要貢獻者TOP5技術來源國（單位：件）TOP5創新主體（單位：件）三星電子株式會社韓國公司1539華為技術有限公司西安電子科技大學北京郵電大學中國中國中國公司公司院校院校87814026TOP5技術問題（單位：件）TOP5技術主題（單位：件）成本高93難以商業化65可靠性有限55改善相位噪聲58數據傳輸速率26045G1696用戶設備629基站588無線網絡162當前技術研發仍致力于實現超越5G的

7、數據傳輸速率效率低55AT&T知識產權一部有限合伙公司美國注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計注：技術主題由智慧芽從專利中提取總結，1件專利可對應多個技術主題注：創新主體即專利的原始申請人6G技術發展的問題難點是如何降低成本、實現商業化作為未來數字世界的“超級基礎設施”，6G擁有改變世界的力量，全球技術競賽愈演愈烈，2023年約有1600余件專利申請，較2022年翻一番。由太赫茲頻段支撐起的6G網絡有望實現超5G近百倍的傳輸速率和容量，數千件專利致力于此。6G將以強連接、強計算和強安全的極致性能，融合衛星通信、人工智能、無源物聯網等技術，

8、構建一個“無縫覆蓋-內生智能-萬物智聯“的全新世界。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量排除個人申請人52713807852784487中國美國日本韓國英國技術來源主要玩家技術研發方向49個國家積極進行布局，中國是最大技術來源國來自不同國家的科技公司群雄逐鹿CCUS賽場TOP5技術來源國（單位：件）TOP5創新主體（單位：件）阿爾斯托姆科技有限公司瑞士公司288株式會社東芝中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司通用電氣公司朗澤科技新西蘭有限公司日本中國美國新

9、西蘭公司公司公司公司195178165139TOP5技術問題（單位：件）TOP5技術主題（單位：件）降低成本和能耗是目前亟待解決的主要技術問題煙道氣1626碳封存1526尾氣1038燃燒773廢氣665煙道氣和汽車尾氣是當前碳捕捉的技術研發焦點注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計成本高400能耗高290環境污染113效率低115利用率低69注：技術主題由智慧芽從專利中提取總結，1件專利可對應多個技術主題CCUS技術Carbon Capture,Utilization and Storage通過二氧化碳資源化促進減排的可持續手段，降成本是發

10、展關鍵作為應對全球氣候變化的碳中和行業關鍵技術之一，CCUS技術在CCS技術的基礎上實現二氧化碳資源化，更具有現實操作性，是當下最熱門的碳減排手段，2023年以60%的同比增速在全年實現3000余件專利技術申請。在全球CCUS技術賽場上，各國著重點不一，歐洲側重碳封存，中美更重視碳的再利用，而降低二氧化碳處理的成本和能耗是全球共同面臨的技術發展瓶頸，截至目前全球共有約700件專利著力于此。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量注：創新主體即專利的原始申請人排除

11、個人申請人1.60.80.20.20.1中國美國日本韓國德國多模態大模型多模態大模型Multimodel Large Language Models大模型的未來形態，真正模擬人腦處理圖文音等多模態信息技術來源主要玩家技術研發方向全球已有49個國家開展布局，中美兩國具備領先優勢美國三大科技巨頭公司微軟、谷歌、IBM引領全球TOP5技術來源國（單位：萬件）TOP5創新主體（單位：件）微軟公司美國公司谷歌有限責任公司國際商業機器公司三星電子株式會社北京百度網訊科技有限公司美國美國韓國中國公司公司公司公司1033650532522TOP5技術問題（單位：件）TOP5技術主題（單位：件）近半數專利技術致

12、力于提高準確性和提高效率準確性低892效率低601精度低192成本高373效果差196數據集1806電子設備2116語音8127人類語言2810自然語言2319語音模態是當前多模態大模型的技術研發重點1375注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計注：技術主題由智慧芽從專利中提取總結，1件專利可對應多個技術主題多模態大模型是研發最為活躍的AI大模型領域，以90%同比增速實現專利申請量高速增長，2023年全年共申請相關技術專利9000件，被視為未來AI大模型的未來形態。與現下熱門的大語言模型相比，多模態大模型通過結合自然語言處理、計算機視覺、智

13、能語音等技術，能夠實現真正像人類大腦一樣處理文本、圖像、音頻、視頻等多種模態信息，基于音頻模態的語音識別、語音處理技術是目前的研發重點，共有8000多件相關專利申請。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人10852471610英國美國中國丹麥南非可持續航空燃料Sustainable Aviation Fuel無縫替代傳統燃料、實現航空凈零排目標的新型清潔燃料技術來源主要玩家技術研發方向全球15個國家開展研發，英國技術

14、貢獻位列第一英國羅爾斯-羅伊斯公司貢獻最多，申請專利近百件TOP5技術來源國（單位：件）TOP5創新主體（單位：件）羅爾斯-羅伊斯有限公司英國公司107賽索技術有限公司TOPSOE ASINFINIUM TECH LLC北京航空航天大學杭州創新研究院南非丹麥美國中國公司公司公司院校121175TOP5技術問題（單位：件）TOP5技術主題（單位：件）近百件專利旨在解決供應有限、成本高兩大問題供應有限50成本高36組合效率不高15燃燒不充分16發熱易受干擾13可持續航空燃料由廢油脂、農林廢棄物、城市廢棄物等加工合成而來，可減少航空業全生命周期80%-100%的碳排放，是當下實現航空業凈零排目標的最

15、具潛力手段之一，2023年專利申請200余件，較去年實現數倍增長?？沙掷m航空燃料可直接替代傳統噴氣燃料，不需要改變現有的飛行方式和飛機結構，截至目前約有170件相關技術專利聚焦實現在現有燃氣渦輪發動機中使用可持續航空燃料。燃氣渦輪發動機170燃料特性64推進系統26燃料箱34傳感器18結合現有燃氣渦輪發動機使用，是當前的研發重點注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計注：技術主題由智慧芽從專利中提取總結，1件專利可對應多個技術主題注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專

16、利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人165126902916中國美國德國韓國瑞士類器官芯片類器官芯片Organoids-on-Chips構建在芯片上的器官生理微系統，有望破解新藥研發“雙十”魔咒技術來源主要玩家技術研發方向中美德專利申請量在全球23個技術來源國中脫穎而出來自中、美、德的各類創新主體包攬前五個席位TOP5技術來源國（單位：件）TOP5創新主體（單位：件）蒂斯由斯股份有限公司德國公司61哈佛大學校長及研究員協會雪松西奈醫學中心仿真股份有限公司中國科學院大連化學物理研究所美國美國美國中國院校醫院公司院校3919121

17、1TOP5技術問題（單位：件）TOP5技術主題（單位：件）約50件專利解決微環境精準模擬和定位觀察等問題成本高54通量低24培養不利24無法精準模擬微環境24類器官195細胞培養61微流控芯片56器官芯片49多器官47在芯片上培養仿造類人體器官是技術研發的重點定位觀察困難24注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計注：技術主題由智慧芽從專利中提取總結，1件專利可對應多個技術主題被譽為生物醫藥行業顛覆性技術的類器官芯片，起步于2019年，于2023年迎來專利申請量翻番式同比增長，實現全年相關技術專利申請量約200余件。類器官芯片即在芯片上構建仿

18、人體器官生理微系統，通過微流控芯片操控微量流體，從而真實模擬人體器官的生理及病理活動，為當前的技術研發重點。這一技術突破將助力新藥臨床試驗提高效率、降低成本，有望破解“10年時間+10億美金“的新藥研發”雙十”魔咒。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人27551721563819中國韓國美國日本澳大利亞麥克烯麥克烯Mxene井噴式增長的二維納米材料屆黑馬新秀，導電性能比肩石墨烯技術來源主要玩家技術研發方向中國專利技

19、術貢獻在全球28個國家中位居第一來自中國的院校是麥克烯技術的前五號貢獻者TOP5技術來源國（單位：件）TOP5創新主體（單位：件）陜西科技大學中國院校華南理工大學北京航空航天大學山東大學北京化工大學中國中國中國中國院校院校院校院校70676457TOP5技術問題（單位：件）目前亟待解決的技術問題是降低成本以及提高性能成本高127穩定性差60限制應用83導電性差149力學性能差53混合電容器235二次電池524電池電極738水透析71分析材料122電池、電容器等導電場景是麥克烯技術的主要應用93注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計于2011

20、年問世的麥克烯近年來展現出爆發式的技術增長，2023年全年約有1500件相關技術專利申請，相較2022年實現高達60%的大幅增長，成為追趕“新材料之王”石墨烯的又一匹潛力黑馬。與碳單質的石墨烯不同，麥克烯是二維過渡金屬碳化物和氮化物，其杰出的金屬導電性、良好的親水性以及高氧化還原活性，可以使其呈現出比肩石墨烯的導電性能，成為最具潛力的導電材料之一，應用在電池、電容器等領域，截至目前約有1500件相關技術專利。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量TOP5應用領

21、域（單位：件）注：應用領域為智慧芽自主標注，1件專利可對應多個應用領域注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人299262565中國韓國德國美國加拿大通感一體化通感一體化Integrated Sensing And Communication共享底層基因的通信和感知相融合，以有限資源實現能力躍升成本高37無法滿足多樣化感知場景24增加算法復雜性40影響性能20精度低24基站73回撥信號27雷達45干擾27集成系統58技術研發方向TOP5技術問題（單位：件）TOP5技術主題（單位：件）降低通感一體的算法復雜性是技術研發的核心問題近兩百件專利研究如何將雷達功能集成于通信基站技術來源主要玩家維沃

22、移動通信有限公司中國公司36東南大學北京郵電大學西門子股份公司三星電子株式會社中國中國德國韓國院校院校公司公司24221714TOP5技術來源國（單位：件）TOP5創新主體（單位：件）注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計注：技術主題由智慧芽從專利中提取總結，1件專利可對應多個技術主題12個國家參與全球技術競爭，中國技術優勢明顯來自中國的公司和院校占據創新主體前三席通信與感知共享無線電頻譜資源，硬件設備和信息處理算法類似，實現一體融合即可以同一套資源、設備、算法同時實現通信與感知兩大功能，是全球對下一代無線通信網絡能力的共同期待，2023年

23、以200%的同比增速實現專利申請250余件。如何降低通感一體算法的復雜性是當前技術發展亟待解決的核心問題，截至目前，全球共申請了近200件專利致力于將雷達感知功能集成于現有的通信基站。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人1.91.10.80.20.1中國日本韓國美國加拿大技術來源主要玩家技術研發方向全球38個國家開展激烈技術競爭，中日韓位列前三中日韓公司包攬前五，京東方超萬件，獨占鰲頭TOP5技術來源國（單位：萬件

24、）TOP5創新主體（單位：萬件）京東方科技集團股份有限公司中國公司0.8三星顯示器有限公司成都京東方光電科技有限公司索尼公司精工愛普生株式會社韓國中國日本日本公司公司公司公司0.40.30.20.2TOP5技術問題（單位：件）顯示亮度不均是像素電路技術研發要解決的關鍵問題顯示亮度不均960顯示效果差863功耗高401成本高409亮度低158電視顯示7551照明光源4091半導體器件3971數字存儲1006數字處理3425注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計像素電路Pixel Circuit通過改變電流電壓實現對像素的精準控制，是光顯示賽道

25、必爭之地伴隨著全球光電顯示行業千億美元市場的高速增長，像素電路作為顯示技術的關鍵組成部分，其2023年專利申請量也呈現出相當規模的30%同比增長趨勢，全年共完成相關技術專利申請8000余件。截至目前，全球共有38個國家在這一技術領域展開激烈競爭，中國、日本、韓國位列技術來源國前三名席位，其中，來自中國的全球顯示巨頭京東方及其子公司以超萬件的專利申請總量獨占鰲頭。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量TOP5應用領域（單位：件）電視顯示和照明光源是像素電路的主要

26、應用領域注：應用領域為智慧芽自主標注，1件專利可對應多個應用領域注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人9336365127512291232中國美國韓國日本英國67個國家紛紛發力，中美韓日以數千專利領先全球中國兩大互聯網巨頭騰訊和網易位列第一第二TOP5技術來源國（單位：件）TOP5創新主體（單位：件）騰訊科技(深圳)有限公司中國公司網易(杭州)網絡有限公司北京百度網訊科技有限公司三星電子株式會社國際商業機器公司中國中國韓國美國公司公司公司公司1334362309294TOP5技術問題（單位：件）TOP5技術主題（單位：件）體驗感不佳是虛擬數字人最主要的技術問題體驗差331成本高187游

27、戲體驗差205效率低227交互體驗差173電子設備2210虛像1565服務器1328虛擬現實1438顯示器1278當前研發重點是軟硬件結合，同步推進創新1424虛擬數字人Digital Human元宇宙的數字“原住民”，各行各業紛紛加碼投資“造人”元宇宙的萬億美元市場已拉開序幕，作為元宇宙這個虛擬空間的“原住民”，虛擬數字人“先行出動”，技術創新加速發展，以近70%的同比增速實現2023年5000余件專利申請。游戲、影視、傳媒、金融、文旅、酒店等各行各業紛紛投資加碼，創造出服務型、身份型等多種虛擬數字人品類，為本行業持續賦能，而體驗感不佳是這些虛擬數字人的共性問題，截至目前有600余件專利技術

28、致力于解決這一技術瓶頸。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計技術來源主要玩家技術研發方向注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量注：應用領域為智慧芽自主標注，1件專利可對應多個應用領域注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人717309602524中國美國印度韓國瑞士技術來源主要玩家技術研發方向全球33個國家已有布局，中國和美國處于領先地位美國高通公司申請近兩百件專利，成為頭號貢獻者TOP5技術來源國（

29、單位：件）TOP5創新主體（單位：件）高通股份有限公司美國公司169華為技術有限公司ABB(瑞士)股份有限公司國家電網有限公司英特爾公司中國瑞士中國美國公司公司公司公司29231110TOP5技術問題（單位：件）近百件專利致力于降低無源物聯網的制造和維護成本成本高89效率低34工作量大20功能單一30易出錯23無線網絡339RFID229集成設備71服務器65數據采集57技術研發聚焦在基于無線網絡和RFID的無源物聯網注：技術來源國即專利原始申請人所在國家注：技術問題按智慧芽自主標注的技術問題短語字段進行統計無源物聯網Passive IoT改變終端節點能量獲取方式，構建真正的萬物互聯新時代TO

30、P5技術主題（單位：件）注：技術主題由智慧芽從專利中提取總結，1件專利可對應多個技術主題無源物聯網被譽為物聯網的下一個時代，通過太陽能、動能、無線電波能量轉換實現終端節點無源傳感，有望構建萬億級別低成本物聯，讓世間萬物“上線”網絡世界變成可能。截至目前，全球共申請1000余件相關專利，美國高通公司是其中的頭號貢獻者，基于無線網絡和基于RFID的無源物聯網技術是當前的研發焦點，相關專利申請占全部的半數之多。2023年無源物聯網相關技術專利申請量以50%同比增速高速增長，全年完成300余件的專利申請。注：在專利標題/摘要/權利要求中檢索技術關鍵詞及相關衍生詞，統計專利申請量，為規避專利申請到公開的時間滯后，當年專利申請量均按公開日口徑統計*以下分析基于歷史累計專利申請總量注：創新主體即專利的原始申請人排除個人申請人關于智慧芽?NLP?2.0?50?德?12000?50?德?德?德?Spotify?關于智慧芽創新研究中心?德?