Patentbasierte Analyse im Bereich fortgeschrittene Digitalisierung

Hintergrund

Hintergrundinformationen

Sämtliche Patente in den ausgewählten Technologien (rechts), wurden identifiziert, klassifiziert, hinsichtlich ihres Status im Zeitverlauf strukturiert, bewertet, und den ausgewählten Ländern, Regionen und Eigentümern zugeordnet. Der Fokus liegt auf der Entwicklung der Weltklassepatente. Die Weltklassepatente zeigen, wer in welcher Technologie besonders gut und damit wettbewerbsfähig ist. Neben der absoluten Entwicklung der Patentmengen in den einzelnen Technologien werden zusätzlich noch die entsprechenden Weltanteile ausgewiesen. Da global die Patentmengen in fast allen Technologien steigen, zeigt eine Zunahme des Weltanteiles, dass Deutschland in der entsprechenden Technologie nicht nur wächst, sondern stärker wächst als der globale Trend.

Darstellungsstruktur

Die Daten sind wie folgt strukturiert:

Allgemeine Entwicklung

Entwicklung der Weltklassepatente weltweit sowie in Deutschland und in ausgewählten Vergleichsländern im Bereich fortgeschrittene Digitalisierung

Technologieprofile

Die Profile Deutschlands sowie ausgewählter Vergleichsländer in den Technologieoberkategorien sowie den Einzeltechnologien

Wettbewerbsumfeld - international

Der umgekehrte Blick. Statt alle Technologien pro Land/Region werden hier alle Länder pro Technologie gezeigt.

Deutschland - Detailanalyse

Auf einen Blick die absolute Entwicklung der deutschen Weltklassepatente in den einzelnen Technologien und parallel dazu der entsprechende Weltanteil. Zudem eine Aufteilung der Top-Forschungsakteure nach Branchenzugehörigkeit und eine Auswertung der Forschungskooperationen zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen.

Technologieprofile Europa

Die Profile Deutschlands sowie ausgewählter europäischer Vergleichsländer in den Technologieoberkategorien sowie den Einzeltechnologien gemessen am Europa-Total statt dem Welt-Total.

Top Forschungsunternehmen bzw. Institutionen

Die Topforschungsunternehmen weltweit sowie in Deutschland in den einzelnen Technologien

Technologien und Technologie-Oberkategorien

Insgesamt wurden 24 Technologien identifiziert und analysiert. Zusätzlich wurden die Einzeltechnologien zu 5 Technologie-Oberkategorien aggregiert.

Brain Interaction
Neuromorphic Computing
Cloud Technology
Encryption Technologies
Neural Networks & Deep Learning
Quantum Computing
VR & AR, XR, Metaverse

Digital Twin
Machine-to-Machine, M2M Communication
Robotics
Smart Factory & Predictive Maintenance
EUV Lithigraphy
Electro-Optical Tech in Chips

Battery Technology
Power Saving Chips and Hardware
Smart Grid & Smart Meter

Diese Technologien wurden mit den Technologien der Kategorie Fortgeschrittene Digitalisierung geschnitten, die resultierende Schnittmenge ergibt fortgeschrittene Digitalisierungstechnologien in den Bereichen Energiespeicherung, Smart Grid sowie energieeffiziente Chips/Geräte.

Autonomous Driving
Active Traffic Control, Traffic Guiding
Connected Cars, V2V, V2P, V2Cloud, V2Home
Road Traffic Interaction

Ai in Pharma Drugs and Therapy, Rational Drug Discovery / Biotech Gold
Digital Agriculture, Precision Farming
Digital Medtech
Digital Chemistry

Grundlagen

Hintergründe, Definitionen und Erklärungen zu wichtigen Analysegrundlagen.

Technologieprofile stellen zum einen die Forschungsaktivitäten der ausgewählten Regionen im Detail dar, zum anderen können sie auch für eine Darstellung der Wettbewerbsfähigkeit in diesen Technologien genutzt werden. Ein Standardvergleich von Technologien für eine Region würde durch einen Vergleich der absoluten Weltklasse-Patentzahlen erfolgen. Einige Technologien sind jedoch patentintensiver als andere. Daher beschreibt ein Vergleich einer patentintensiven Technologie mit einer weniger patentintensiven Technologie lediglich die Patentaktivitäten und sagt wenig über die relative Wettbewerbsfähigkeit in diesen Technologien aus. Setzt man jedoch die Patentaktivität einer Region in einer Technologie in Relation zur weltweiten Patentaktivität, so ergibt sich der Weltanteil der Region an dieser Technologie. Dies zeigt die Bedeutung der Region in dieser Technologie und gleichzeitig die relative Wettbewerbsfähigkeit im Vergleich zu anderen Regionen. Die Entwicklung des weltweiten Anteils über zwei Zeitpunkte hinweg zeigt die Zunahme oder Abnahme der Wettbewerbsfähigkeit im Laufe der Zeit.

Im Zentrum der Analyse steht die Anzahl der qualitativ hochwertigen Patente pro Technologie. Um die Qualität der einzelnen Patente zu bestimmen, wird die Länderabdeckung und die Zitierungshäufigkeit ermittelt. Die Länderabdeckung berechnet die weltweite gesetzliche Abdeckung des Patentschutzes. Sie zeigt, wie die Eigentümer des jeweiligen Patents die Bedeutung ihrer eigenen Erfindung bewerten. Je grösser die Zahl der Länder, in denen das Patent angemeldet wird, desto teurer wird der Patentschutz. Eine breitere internationale Länderabdeckung signalisiert also, dass der Patentanmelder sein Patent für vielversprechend hält (Eigeneinschätzung). EconSight legt besonderen Wert auf eine realistische Länderklassifikation, denn obwohl ein Patent in vielen Ländern angemeldet werden kann, sind strategisch nur einige wenige Länder relevant. Gemessen wird deshalb, ob ein Patent die "kritische Masse" erreicht hat (mehrere grosse Länder wie die USA, China, Japan, Europa, aber auch zentrale mittelgroße Länder wie Grossbritannien, Deutschland, Südkorea). Ob ein Patent zusätzlich in vielen kleinen Ländern aktiv ist, ist für die Grundqualität unerheblich.

Die Zitierhäufigkeit des Patents ergibt sich daraus, wie oft die Prüfer der verschiedenen Patentämter darauf Bezug nehmen und es zitieren. Die Patentämter prüfen nach recht ähnlichen Methoden, ob eine Patentanmeldung neu und erfinderisch ist, und ziehen dazu andere, publizierte Patente heran. Daraus wird ersichtlich, wie wichtig eine Erfindung im Vergleich zu anderen Patenten in derselben Technologie ist (Fremdeinschätzung). EconSight legt auch hier besonderen Wert auf die Relevanz der gemessenen Werte. Während andere Bewertungssysteme Zitierungen einfach zählen oder bestenfalls jüngere Zitierungen höher gewichten als ältere Zitierungen, fokussiert EconSight auf business-relevante Zitierungen. So ist beispielsweise die Zitierung eines Patents durch einen einzelnen Erfinder weniger wert als die Zitierung durch ein grosses Unternehmen wie Alphabet.

Die individuelle Patentstärke als Kombination aus relevanter Länderabdeckung (Erreichung einer «kritischen Masse») und relevanter Zitierhäufigkeit («business relevante» Zitierungen) lässt darauf schliessen, welche Auswirkung eine Patentfamilie auf den Wettbewerb hat und erlaubt eine quantifizierbare Einteilung in wichtige Patente und weniger wichtige Patente. EconSight legt den Schwerpunkt der Analyse auf die sogenannten Weltklassepatente: die besten 10 Prozent aller Patente innerhalb einer definierten Technologie, gemessen an der individuellen Patentstärke.

Grundsätzlich sind mit den Anmelde- und Erfinderinformationen zwei Perspektiven möglich. Während die Anmeldesicht alle Patente dort zuordnet, wo das Unternehmen in der Regel seinen Hauptsitz hat, zeigt die Erfindersicht, wo die auf dem jeweiligen Patent genannten Erfinder wohnen - es handelt sich in der Regel um die Privatadressen der Erfinder. Da insbesondere Grossunternehmen die Patente am Hauptsitz anmelden, überhöht die Anmeldeperspektive die technologische Leistungsfähigkeit vor Ort, denn die Erfinder und damit das Know-How können auch an einem anderen Forschungsstandort des Unternehmens im In- oder Ausland wohnen und arbeiten. Die Perspektive der Erfinder fokussiert auf die regionale Zuordnung der technologischen Leistungsfähigkeit. Allerdings müssen die entsprechenden Patente nicht unbedingt Unternehmen aus der Region gehören.

In dieser Analyse wird die Erfinderperspektive verwendet, um die technologische Leistungsfähigkeit vor Ort in der Region zu zeigen.

Allgemeine Entwicklung

Die Abbildung zeigt die weltweite Entwicklung der Weltklassepatente in den Oberkategorien der fortgeschrittenen Digitalisierung von 2015 bis 2024. Ein Klick auf die Legende (de-)aktiviert einzelne Technologiefelder zur besseren Sichtbarkeit.

Die Abbildung zeigt die weltweite Entwicklung der Weltklassepatente in den Einzeltechnologien der fortgeschrittenen Digitalisierung von 2015 bis 2024.

Die Abbildung zeigt die Entwicklung der Weltklassepatente in den Oberkategorien und Einzeltechnologien aus Deutschland und ausgewählten Vergleichsländern zwischen 2015 und 2024.  Ein Klick auf die Legende (de-)aktiviert einzelne Länder zur besseren Sichtbarkeit.

Zur besseren Einschätzung der Dynamik wird hier die indexierte Entwicklung der Weltklassepatente in den Oberkategorien und Einzeltechnologien seit 2015 gezeigt. Ausgehend vom Basiswert 100 im Jahr 2015 kann so die Dynamik der globalen Entwicklung mit der Entwicklung in den Vergleichsländern verglichen werden.

Technologieprofile

Hier wird Deutschlands Technologieprofil in den Oberkategorien im Vergleich zu den wichtigsten Forschungsländern weltweit gezeigt. Mouseover über die Kugeln zeigt zusätzliche Informationen an.

Hier wird Deutschlands Technologieprofil in den Oberkategorien im Vergleich zu ausgewählten europäischen Ländern gezeigt. Mouseover über die Kugeln zeigt zusätzliche Informationen an.

Diese Abbildung zeigt das Technologieprofil Deutschlands und der wichtigsten Forschungsländer für die Einzeltechnologien. Zur besseren Sichtbarkeit sind alle Technologien farblich ihrer Obergruppe/Technologiefeld zugeordnet. Diese können mit einem Klick auf die Legende (de-)aktiviert werden.

Diese Abbildung zeigt das Technologieprofil Deutschlands und ausgewählter europäischer Länder für die Einzeltechnologien. Zur besseren Sichtbarkeit sind alle Technologien farblich ihrer Obergruppe/Technologiefeld zugeordnet. Diese können mit einem Klick auf die Legende (de-)aktiviert werden.

Wettbewerbsumfeld

Diese Abbildung zeigt den umgekehrten Blick. Statt alle Technologien pro Land werden hier alle Länder pro Technologie gezeigt. Damit wird auf einen Blick sichtbar, wie Deutschland im Vergleich zu den ausgewählten Ländern positioniert ist.

Diese Abbildung zeigt auf einen Blick die Weltanteile der wichtigsten Forschungsländer in den verschiedenen Technologien.

Deutschland - Detailanalyse

In dieser Abbildung wird der Zusammenhang zwischen absoluter Entwicklung von Weltklassepatenten in den einzelnen Technologien und der Entwicklung des entsprechenden Weltanteils für Deutschlands verdeutlicht. Es wird ersichtlich, welche absoluten Steigerungen in einzelnen Technologien notwendig sind, um den entsprechenden Weltanteil steigern zu können. Umgekehrt wird ersichtlich, in welchen Technologien Deutschland trotz zunehmender Patentzahlen an Boden verliert, da die globale Dynamik noch höher ist.

In dieser Abbildung wird der Zusammenhang zwischen absoluter Entwicklung von Weltklassepatenten in den Oberkategorien des Bereichs fortgeschrittene Digitalisierung sowie in ausgewählten etablierten Technologien (Biotech, Medtech, Pharma, Elektrotechnik, Maschinen, Verbrennungsmotor, Transport) und der Entwicklung des entsprechenden Weltanteils für Deutschlands verdeutlicht.

In dieser Abbildung wird das Technologieprofil Deutschlands für die Oberkategorien des Bereichs fortgeschrittene Digitalisierung sowie für ausgewählte etablierte Technologien (Biotech, Medtech, Pharma, Elektrotechnik, Maschinen, Verbrennungsmotor, Transport) dargestellt.

Diese Matrix-Abbildung zeigt die Verteilung der Weltklassepatente 2024 aus Deutschland aufgeteilt nach den Oberkategorien der fortgeschrittenen Digitalisierung und den wichtigsten Industriegruppen angelehnt an die GICS-Brancheneinteilung und ergänzt um die Kategorie Hochschulen/Forschung

Diese Abbildung zeigt den Anteil von Kooperationspatenten zwischen Hochschulen/Forschungsinstituten und Unternehmen an allen Weltklassepatenten aus Deutschland aufgeteilt nach den Oberkategorien der fortgeschrittenen Digitalisierung

Technologieprofile Europa

Hier wird Deutschlands Technologieprofil in den Oberkategorien im Vergleich zu den wichtigsten europäischen Forschungsländern gezeigt. Die Anteile zeigen nicht den Weltanteil, sondern den Anteil an allen europäischen Weltklassepatenten. Mouseover über die Kugeln zeigt zusätzliche Informationen an.

Diese Abbildung zeigt das Technologieprofil Deutschlands und ausgewählter europäischer Länder für die Einzeltechnologien. Die Anteile zeigen den Anteil an den europäischen Weltklassepatenten. Zur besseren Sichtbarkeit sind alle Technologien farblich ihrer Obergruppe/Technologiefeld zugeordnet. Diese können mit einem Klick auf die Legende (de-)aktiviert werden.

Top-Forschungsunternehmen

Diese Abbildung zeigt die Top-Forschungsunternehmen bzw. Forschungsinstitutionen weltweit pro Technologie basierend auf der Zahl der aktiven Weltklassepatente im Jahr 2024.

Diese Abbildung zeigt die Top-Forschungsunternehmen bzw. Forschungsinstitutionen in Deutschland pro Technologie basierend auf der Zahl der aktiven Weltklassepatente im Jahr 2024.

Diese Tabelle zeigt die Top 100 Forschungsunternehmen bzw. Forschungsinstitutionen in Deutschland basierend auf der Zahl der aktiven Weltklassepatente in den Obergruppen im Jahr 2024.