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华为、中兴纷纷布局这一技术领域?看完这5000字专利分析你就懂了!

智慧芽 | 2021-03-04 |

摘要

本文对截止2020年10月1日公开的背板连接器产业相关专利进行检索,并从专利区域分布、申请态势、技术研究热点和申请(专利权)人等方面进行分析,尤其是对国内的背板连接器骨干企业以及申请(专利权)人的专利布局状况进行分析,为产业转型升级和进一步发展提出建议。

专利技术在推动产业进一步转型升级中发挥着重要作用,能够直接反映技术领域内背板连接器的发展趋势和动向。本文检索采用的专利文献数据库及分析系统主要有:中国专利文摘数据库、中国专利检索系统文摘数据库、智慧芽数据库及分析系统。


一、背板连接器现状


随着5G技术的高速发展,基于先进连接所开发集成的连接解决方案正在将物联网(IoT)、5G 生态系统以及人工智能(AI)一步步向前推进。

作为先进连接之一的背板连接器(backplane connector)是大型通讯设备、超高性能服务器和巨型计算机、工业计算机、高端存储设备常用的一类连接器。背板连接器作为一种通信连接器件多用于提高数据速率、缩短信号上升时间,从而提供更清晰、可靠的高速信号传输。近年来,随着5G技术的发展,对于数据传输速率以及存储的要求也越来越高,通信行业内的各大厂商也都加大了对背板连接器的技术研究。

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图片来源泰科电子官网


1、背板连接器的简介

实际应用中,背板连接器用于连接单板和背板,单板和背板间成90度垂直结构,传递高速差分信号或单端信号以及传递大电流。如图1所示,目前市面上生产的背板连接器大概可以分为四种:直插正交(DPO)结构、正交中板结构、有线中板结构以及背板结构,不同的结构适用于不同的场景。

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图1背板连接器结构图(图片来源泰科电子官网)

 

二、背板连接器全球专利布局整体状况


1、申请(专利权)人地域分析

本文通过以申请(专利权)人区域为维度进行分析后发现,背板连接器的申请(专利权)人在全球的分布情况多集中在欧美日韩等发达国家和地区,该分布情况与当今世界的科技先进程度基本吻合。

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图2-1  背板连接器申请(专利权)人地域分布图


上述分布情况一方面反映出这些国家和地区的通信技术水平较为发达、另一方面也表明这些国家和地区对背板连接器的研发设计较为重视。

当然,中国作为通信大国,在背板连接器领域的申请(专利权)人的数量也相对较多,仅次于排名第一的美国,位居全球第二。笔者相信随着5G时代的来临以及全球5G商用化进程的加速,中国乃至全球在通信领域的专利申请数量将会在相当一段时间内呈现出高速增长的态势。

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图2-2 申请(专利权)人区域以及专利数量的对应关系图

来源:智慧芽英策系统


2、专利申请/公开趋势分析

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图2-3 2010-2020年背板连接器专利申请的年公开数量趋势图


经统计,近10年(2010-2020)来,背板连接器每年的专利申请公开数量呈现震荡上升的态势。如图2-3所示,公开数量从2010年的52件到2020年的72件反映出随着通信技术的快速发展,全球通信厂商在背板连接器领域的研发从未停歇,并且在逐年增长。

按照国际组织ITU的定义,2020年是全球5G商用的年份,也就是所谓的5G元年。结合图2-3可以更为清楚的发现,为了抢占5G商用市场的先机,在背板连接器这一细分领域,全球企业2019年的专利公开数量同比2018年增长了46.6%,以近几年发明专利从申请到公开的周期(1~2年)来看,这些通信厂商在2017年前后都明显加大了对背板连接器及相关产品的研发投入与专利申请。


3、国外申请(专利权)人专利布局情况

在背板连接器领域,按照专利申请(专利权)数量进行统计后,排名前五位的国外厂商分别是:泰科电子(TE)、莫仕(MOLEX)、安费诺(AMPHENOL)、西门子(SIEMENS)以及FCI公司等全球知名的公司。

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图2-4 国外厂商专利申请(专利权)数量排名


如图2-4所示,作为全球最大的连接器制造商之一,泰科电子(TE)在背板连接器领域的专利申请(专利权)数量与全球领先的全套互连产品供应商莫仕(MOLEX)以及安费诺(AMPHENOL)相差不大,但与排名第四至第五的三位公司相比,优势较为明显。相比之下,西门子(SIEMENS)和FCI公司两者之间的专利申请(专利权)数量差异则并不明显。


4、国内申请(专利权)人专利布局情况


目光转向国内,经统计国内厂商在背板连接器领域的专利申请(专利权)数量排名前五位的大致为:华为技术有限公司、鸿海精密工业股份有限公司、欧品电子有限公司、四川华丰企业集团有限公司以及中航光电科技股份有限公司。

如图2-5所示,作为全球领先的信息与通信技术(ICT)解决方案供应商,华为技术有限公司在背板连接器领域中的专利申请(专利权)数量也是遥遥领先,即便与专注于连接器和传感器设计研发的全球知名厂商FCI公司也相差不远,可谓实力强劲。

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图2-5 国内厂商专利申请(专利权)数量排名

 

三、华为和中兴通讯背板连接器专利布局状况分析

 

1、专利布局状况

由国家知识产权局近期公布的中国企业5G发明专利数量排名来看,排名第一的是华为的3.35万件,排名第二的是中兴通讯的1.62万件。故本文以华为和中兴通讯为分析对象,对两家企业在背板连接器这一细分领域的专利布局情况进行简要分析。

经智慧芽数据库检索后发现,2012年至2020年两家企业以中国国家知识产权局为受理局,在背板连接器及相关领域的专利申请(专利权)数量为:华为9件、中兴通讯7件,且这些专利的(简单)法律状态如下图3-1所示,华为授权6件、审查中3件,中兴通讯授权3件、审查中2件、失效2件。

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图3-1 华为和中兴通讯在背板连接器领域的专利法律状态

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图3-2华为和中兴通讯在背板连接器领域的专利类型分布

来源:智慧芽英策系统


如图3-2所示,华为在背板连接器及相关领域的专利申请中发明占比为88.9%;实用新型占比11.1%,中兴通讯在背板连接器及相关领域的专利申请中发明占比为71.4%;实用新型占比28.6%。

由上述统计数据不难看出,华为和中兴通讯在背板连接器及相关领域的专利申请中,发明专利的占比均超过70%,实用新型的数量占比则相对较低。

依据检索数据以及所检索的专利文献与背板连接器的相关程度高低,本文列举了2015年-2020年华为和中兴通讯两家企业的背板连接器发明或实用新型专利申请表(表1和表2)

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表1  华为2015-2020背板连接器专利列表

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表2  中兴通讯2015-2020背板连接器专利列表


由上述表1和表2统计数据可以看出,近年来两家企业在背板连接器领域公开(公告)的专利申请并不多,当然也可能存在一些尚未进入实质审查状态的专利申请或未公告的专利。


2、重点专利分析

基于上述专利的授权情况以及智慧芽平台对上述专利的价值评估(USD)结果,本文将对华为的发明专利《一种连接器及通信设备》以及中兴通讯的实用新型专利《背板连接器及电子设备》两篇专利进行简要分析。

(1)华为专利:申请号CN201611029644.9,一种连接器及通信设备;

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来源:智慧芽专利数据库

 

该专利涉及一种连接器,包括连接器本体,以及设置在所述连接器本体上的三个连接端,其中,第一连接端内的M个信号接口与第二连接端内的M个信号接口一一对应连通,所述第一连接端与背板上的背板连接器连接,所述第二连接端与传输线缆的一端连接,所述传输线缆的另一端与目标单板上的通信器件连接,所述背板用于实现X个单板之间的通信,所述目标单板为所述X个单板中的任一个,M≥1,X≥1;第三连接端用于将所述连接器本体固定在所述目标单板上。

该专利权利要求结构如下:

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来源:智慧芽专利数据库

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图3-3 《一种连接器及通信设备》的专利价值评估

 

专利权属:该专利为华为技术有限公司自有专利申请,权属明确;未发生许可、未发生转让。该专利于2019年2月5号授权,处于权利维持中。  

专利稳定性:该专利为发明专利申请,从属权利要求层次合理,相对现有技术有较高的新颖性、创造性,专利稳定性较强。


(2)中兴通讯专利:申请号CN201520278214.5,一种连接器及通信设备;

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来源:智慧芽专利数据库


该专利涉及一种背板连接器,其特征在于,包括若干鱼眼针,每一所述鱼眼针均包括手持部、第一鱼眼部,以及第二鱼眼部;所述第一鱼眼部的一端与所述手持部的一端固定连接,另一端与所述第二鱼眼部固定连接;所述第一鱼眼部和所述第二鱼眼部位于同一直线上,且所述第一鱼眼部的宽度不小于第二鱼眼部的宽度,其中,所述第一鱼眼部的宽度方向与所述直线垂直。

该专利权利要求结构如下:

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来源:智慧芽数据库


专利权属:该专利为中兴通讯股份有限公司自有专利申请,权属明确;未发生许可、未发生转让。该专利于2015年10月21号授权,处于权利维持中。  

专利稳定性:该专利为实用新型专利申请,从属权利要求层次合理,专利权期限届满日为2025年4月30日,相对现有技术稳定性较强。

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图3-4 《背板连接器及电子设备》的专利价值评估


上述两篇专利虽然均涉及背板连接器领域,但各自的发明目的不同,前者是为了消除因增设过渡连接器带来的串扰现象,并降低电信号在传输过程中的传输损耗;后者则是提供一种方便层叠连接背板的背板连接器。由此可见,技术目的的差异也带来权利要求所要保护的技术方案的不同,二者的上述专利中并没有互相影响专利权稳定性的技术方案。

综合上述分析情况,不难看出与(5G高速)背板连接器相关程度较高的现有有效专利数量并不算多,即便是像华为和中兴通讯这样的通信巨头,在最近五年对该领域的专利布局也并未发生明显的变化。

究其原因,笔者认为,一方面可能是背板连接器与这些核心领域相比,属于相对边缘化的领域,企业对其的研发投入相对较少,2020年作为5G元年,为了抢占先机,全球通信企业关于5G技术的研发投入可能更多的集中在了更为核心的领域;另一方面,可能是背板连接器作为形状构造相对固定的连接器件,通信技术的发展对其功能和结构上的改进需求较低。


四、背板连接器重点专利展示


本文综合考量背板连接器领域现有专利的申请日期(2015-2020)、同族数量、引证与被引证关系、法律事件(权利转移、质押)等因素,得到本领域内的重点专利如下表3所示:

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表3  2015-2020背板连接器重点专利列表


通过将表3所示的重点专利映射在背板连接器结构图中,得到如图4-1所示的背板连接器重点专利分布。

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图4-1 背板连接器重点专利分布

来源:智慧芽数据库


由图4-1可以看出,该领域内的相对重要的专利基本由国外企业(安费诺和莫仕)占据。

在选取的重要专利中,在信号屏蔽构件方向占据了US14/603300-High speed, high density electrical connector with shielded signal paths和US14/603294 -High speed, high density electrical connector with shielded signal paths这两个重要专利,在串扰抑制方向占据了US14/640114- Electrical connector with hybrid shield这一个重要专利,在电缆安装方向占据了US15/541208- Wire to board connectors suitable for use in bypass routing assemblies这一个重要专利,在信号通孔方向占据了US14/947091- Mating backplane for high speed, high density electrical connector这一个重要专利。

由此可见,背板连接器的研究方向主要着重在信号屏蔽以及串扰抑制方向的研究。

 

五、背板连接器产业专利发展建议


综上所述,背板连接器领域的核心技术中,针对信号屏蔽主要通过具有屏蔽作用的信号导体对或屏蔽构件实现,针对串扰抑制主要通过由绝缘部分支撑的多个导电元件和与多个导电元件相邻的混合屏蔽来实现,针对电缆安装保持主要通过具有保持电缆几何形状的结构来实现,由上述分析可知现有的重点专利在屏蔽结构的稳定性和结构强度方向研发较少,针对技术分析,得出以下结论:

1、重视技术薄弱点的研究

针对上述申请(专利权)人的专利申请进行分析发现,较大部分申请人针对背板连接器屏蔽结构的稳定性和结构强度方向的改进较少,大都是针对信号屏蔽和串扰抑制方向进行改进,缺少对屏蔽结构的稳定性和结构强度等硬件上改进,因此需要加大这方面的技术研究。


2、提升专利质量,培育高价值专利,重视海外专利布局 

国内背板连接器发明专利的质量不够高,大部分高价值专利为国外公司所有。除华为和中兴通讯等大型通信企业外,国内其他的通信企业在海外专利布局存在数量少,国家单一的问题。需要培育形成具有较强前瞻性、能够引领产业发展、有较高市场价值的专利。 


3、提高产业整合,实现整体发展

从国内申请(专利权)人专利布局情况来看,国内厂商在背板连接器领域的专利申请(专利权)数量相比欧美发达国家还有较大的差距,因此,需要各个企业利用自身的优势,取长补短,实现共同发展,形成良好的专利布局。 


4、重视知识产权维权与专利信息利用

充分利用专利信息,做好专利分析和研究,将有助于背板连接器企业研发战略与营销战略的制定,对企业的技术创新起到重要的作用。背板连接器由于专利信息资源的限制以及复合型人才的缺乏,国内外专利信息(含失效专利信息)未得到充分有效利用,从而在一定程度上也影响了我国背板连接器技术的发展。


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