2025年3月29日,2025中国产业转移发展对接活动在湖南长沙召开,工信部电子知识产权中心发布《2024生成式人工智能全栈技术专利分析报告》(以下简称《报告》),揭示了AI软件框架领域的专利布局、技术分布和代表性创新主体高质量创新态势。
《报告》是工信部电子知识产权中心连续第七年就中国人工智能专利发展情况发布研究成果。《报告》首先显示,2017年至2024年间,我国生成式人工智能基础层(智能芯片和软件框架)、模型层和智能体公开专利申请数量达到167,634项,体现出强劲增长的创新发展态势。
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图1 软件框架领域中国专利申请趋势分析
《报告》显示,AI软件框架作为支撑算法开发、模型训练及部署的核心基础设施,在2018年百度飞桨、2020年华为昇思等主流框架相继开源的带动下,自主创新的步伐进一步加速,截至2024年底中国公开专利累计达33,509项。特别是在目前部分专利尚未公开的情况下,2024年软件框架达到目前申请量的峰值7039项,显示出我国在该领域的持续创新热度和发展潜力。此外,其所属技术分支—训练与优化技术保持了近30%的年复合增长率,是增长最为显著的创新方向。
表1 软件框架领域主要技术分支中国专利布局分析
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《报告》分析,AI软件框架技术的专利布局将会进一步聚焦轻量化、分布式与自适应三大核心方向。在核心框架技术分支,计算图管理是专利布局最多的技术方向,动态、静态图融合技术、混合编译技术成为当前的研究热点。在训练与优化技术分支,硬件适配及加速技术是该分支布局最多的技术方向。结合趋势分析,大数据处理、分布式存储、矩阵或向量计算、数据安全和自适应学习是正在快速发展的技术方向。推理与部署技术在近三年展现了快速增长的发展态势,模型轻量化技术、云—边协同调度技术等都成为当前的研究热点领域。
表2 软件框架领域中国专利申请与授权 Top10 创新主体(企业)
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图2 软件框架领域主要创新主体AI专利高质量发展能力分布
《报告》显示,2024年AI软件框架领域呈现多元竞争格局。基于软件框架领域显著的“生态属性”,《报告》对代表性企业类型创新主体进行了专利布局规模分析(参见表2),并进一步应用“AI专利高质量发展评测指标体系”,从技术创新、产业应用和生态支撑等三个维度,形成对代表性创新主体专利高质量创新能力的研究与刻画(参见图2)。
综合整体布局,百度、华为等全栈型企业以规模与生态引领自研通用框架技术的研发,例如百度飞桨2024年全面升级了核心框架和产业工具链,支持千亿参数模型的多模态联合训练,并新增工业质检、智慧交通等多项垂直场景预训练、一键式部署能力。浪潮、寒武纪等企业则通过算力协同、场景定制推动软件框架技术创新发展,寒武纪初步形成了“芯片与框架”绑定发展的模式。此外,之江实验室作为新型科研机构,在基础研发领域展现了积极、深厚的创新布局。壁仞科技则显示了较快的技术研发增速。
最后,《报告》认为,当前计算图管理等核心算法专利申请占比仍然薄弱,下阶段构筑算力底座依旧是需要突破的重点领域。2024年我国《国家人工智能产业综合标准化体系建设指南(2024版)》,明确将“开发框架标准”列为关键技术层,要求规范接口协议、模型表达与压缩等技术要求。政策及标准的发布有望为进一步推动我国AI软件框架技术互联互通、产业应用落地和创新发展,从而为生成式人工智能全栈技术的整体发展提供更为坚实的创新支撑。
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