图形处理器(GPU)是除中央处理器(CPU)和数字信号处理器(DSP)之外的另一种高端通用处理器。近年来，GPU因其计算单元数量大、并行计算能力大等优点，在机器视觉、深度学习等人工神经网络和人工智能领域得到了广泛应用。通过专利检索，分析了世界和中国GPU专利申请的发展现状和主要厂商，以期为产业发展提供参考。

专利申请的数量迅速增加

GPU的主要功能是将CPU计算的数据转换成显示像素，并向显示器产生相应的同步模拟信号。目前全球约有10家公司推出了商用GPU，如独立显卡、集成显卡、核心显卡、嵌入式SoCs、GPU架构授权等。目前，GPU芯片供应商主要包括英特尔、AMD、英伟达、高通和日本DMP。

在法国Questel的轨道系统中，作者搜索了世界和中国的GPU相关专利，搜索时间截止到2016年9月。专利申请的类型包括发明专利和实用新型专利。

从专利申请的年度趋势来看，全球GPU专利经历了三轮增长，尤其是2010年以来，复合增长率为12%。自2013年以来，全球GPU每年发布500多个专利家族。在过去的三年里，我国在这一领域已经发表了大量的专利，每年都有200多个专利家族发表。

从全球专利公布 (地区)来看，GPU专利申请的全球布局集中在美国，其中5000多个专利家族，占总数的80%以上，包含美国专利。从各国的公开趋势来看，美国、中国、韩国的GPU中专利布局的比例在逐年增加。

从技术趋势来看，全球GPU领域专利IPC排名前三的是G06T15/00(三维图像处理)和G06T1/20(通用图像数据处理处理器结构；处理器配置，如流水线)和G09G5/00(阴极射线管指示器和其他目标指示器共有的可视指示器的控制装置或电路)，全球GPU专利申请在IPC总数前两个领域的比例显著增加。

专利权人方面，拥有全球GPU专利的前20家企业拥有全球GPU专利的70%，技术相对集中。排名靠前的公司大多是美国公司，其次是英国公司。日本游戏公司索尼电脑娱乐和任天堂也有少量GPU专利。GPU全球专利家族前三名分别是NVIDIA、Intel和AMD。其中NVIDIA最早提出GPU的定义，其相关专利占全球总量的近20%。微软的多媒体编程接口DirectX一般都是GPU支持的，微软拥有200多项GPU专利，大部分是架构、渲染流程、软硬件接口、资源映射。需要注意的是，中国专利权人拥有的GPU专利家族数量很少，比如长沙京佳微电子有限公司有11个专利家族，石家庄赵信有限公司有7个专利家族。

壮大R&D寻求突破

通过以上专利搜索不难发现，全球GPU专利数量持续快速增长，美、英、日、韩等国的专利权人已经成为GPU技术的主要来源，并且已经在全球范围内进行了专利布局。世界上GPU专利高度集中。前7家公司拥有全球50%以上的GPU专利申请，前20家公司拥有全球70%的GPU专利。而中国本土GPU企业成长历史较短，专利储备较少，在国内布局较多。那么，中国的GPU企业应该从哪些方面开始技术研发和市场开发呢？

首先，相关企业要抓住人工智能等新兴行业高性能并行计算的新机遇，充分利用国内现有游戏软件、手机、计算机等行业的优势，创新GPU技术应用相关的新算法和方案，同时进行专利布局。人工智能中的算法、大型网络游戏中的图形渲染、工业设计软件中的三维图像生成是GPU应用的主要市场。笔者认为，服务网易、腾讯等大型游戏公司和众多本土手机、电脑终端厂商，尤其是现有大数据企业，实现该领域技术突破，储备高价值专利申请，参与国际竞争，是国内外开发者的好机会。

其次，相关企业应充分利用国际资源，重视GPU生态环境建设，积极利用全球人才、技术、资本和市场，加快知识产权积累。在人才方面，企业应该利用中国科学家在GPU领域在世界上所占比例相对较高的优势，开展知识产权合作。技术方面，企业要掌握GPU IP在系统芯片、应用编程接口(API)等关键环节的集成来开发技术。在资金方面，企业应充分利用国内外产业资金进行投资组合。市场方面，企业要抓住图像识别、机器学习等人工智能在安全、医疗等领域的应用机会，推出产品。

最后，企业可以积极参与

国际企业并购和专利收购，快速提升自身GPU技术水平，拓展客户渠道来源，降低知识产权风险。并购和收购是加速我国相关企业发展的一种选择。比如，日前，英国芯片设计商Imagination Technologies正式宣布，同意由有中国基金参股的Canyon Bridge提出的5.5亿英镑（约合49亿元人民币）收购要约。此前我国石家庄的两家GPU公司也得益于并购，快速积蓄了一定的GPU开发能力并应用于下一代产品开发。毫无疑问，这些收购大大加强了相关企业的专利申请储备，提升了企业知识产权竞争优势。