湖北省智能家电产业

专利导航报告

2024年9月

目录

一、智能家电产业发展现状

1. 智能家电产业概况

1.1 智能家电产业发展路径

智能家电是将计算机数字化技术、现代通信技术以及智能控制技术融入传统家电之中，使其具备智能化特性同时成为网络信息传输的终端。智能家电不仅保留了传统家电的控制和操作功能，还增加了自动感知家电运行状态和安全性能的能力，以及远程控制接口以实现用户远程控制查询的功能¹。智能家电产业的发展路径是一个多元化且持续演进的过程，涉及技术创新、市场需求、产业链整合以及政策支持等多个方面。

1.1.1 技术创新驱动

图1-1智能家电产业技术创新驱动发展图

智能家电产业的发展首先依赖于技术创新。近些年，物联网、云计算、大数据和人工智能等技术的快速发展，为智能家电产品提供了越来越强大的设备互联协同能力、海量数据处理能力、更精准的识别与控制功能等。这些技术赋予智能家电不同的智能化功能，从初步引入，到通过技术的不断迭代更新和相互融合，使智能家电行业实现更高效的数据互通和智能化管理，不断推动智能家电产品功能升级和用户体验提升，为用户提供更加便捷、智能的家居生活体验。

1.1.2 用户需求导向

图1-2用户需求驱动智能家电产业发展图

用户需求是智能家电产业发展的重要驱动力。在家电产业的发展过程中，用户需求经历了从有到优、从满足基本需求到追求更高品质、从单一功能到智能化、个性化和环保化的转变。这些变化不仅推动了家电产业的持续创新和发展，也反映了社会经济和科技进步的必然趋势。随着科技的进步，当前消费者倾向于购买能够与手机或其他智能设备连接的家电产品，以实现更便捷、高效和舒适的生活体验。同时，由于全球对环境保护和可持续发展的关注增加，消费者对环保节能家电产品的需求也在不断增长。

总体上，随着消费者对生活品质要求的提高，对家电产品智能化、个性化、便捷化和绿色化的需求日益增强，全球智能家电市场竞争激烈，各大厂商纷纷加大投入，推出更加智能化、个性化、便捷化和绿色化的产品，以争夺市场份额。国内外家用电器市场的需求变化呈现出多样化、个性化和高端化的趋势，家电企业需要密切关注市场变化，不断创新和升级产品，以满足消费者的需求。

1.1.3 产业链整合优化

图1-3智能家电产业链整合优化路径图

智能家电产业的发展需要产业链的整合优化。产业链包括上游芯片、传感器、控制器和通讯模块等关键零部件的研发与生产，中游智能家电产品的设计与制造，以及下游销售渠道的建设与拓展。产业链整合路径包括垂直整合、横向合作、产业链分工细化、供应链数字化、可持续发展和跨国合作等多条路径。

在垂直整合路径上，例如，TCL作为国内制造规模最大的电视品牌制造企业之一，为了加强面板与整机制造企业的紧密度，积极投资显示面板厂，与其旗下子公司华星光电共同投资电视的智能化生产基地，进一步整合其上下游资源，来提高自身的竞争优势。

横向合作路径上，例如，海尔与微软在人工智能等领域进行合作，启动智慧厨房联盟，共同打造智慧生活生态，使海尔获得人工智能技术，为微软打开智能家电市场。美的与上海通用安吉星车联网、中粮、IBM、华为等联手，完善智慧生活服务生态圈，实现更多应用场景。

产业链分工细化路径上，例如，美的厨电围绕工艺、计划、生产、物流、品质、资源等领域建设，构建以满足用户日益增长的个性化需求的柔性交付能力的智能工厂，通过将工艺、零部件、整机制造和销售渠道等进一步细分，来助力企业专注核心业务研发，提高生产效率和生产品质。三星在绿色低碳与家庭智慧物联的深度链接上做出全新探索，通过SmartThings平台将家电由单一产品向以用户和场景为中心驱动的解决方案转变。

供应链数字化技术路径上，例如，美的厨电在数字化转型过程中，通过技术融合实现市场、用户、产品研发、供应链及制造等全价值链互联互通，构建精细化数字运营体系，提高供应链透明度、降低库存和运营成本。工信部近些年强调企业应在数字化工厂建设上，使大数据应用成为核心，结合智能制造技术，来实现柔性交付能力。

可持续发展路径上，例如，三星致力于在产品中增加回收材料的应用，到2030年，其目标是将50%的再生树脂纳入其塑料部件中，到2050年，则将在其所有塑料部件中全部使用再生树脂。格兰仕通过全品类绿色家电覆盖家庭场景，提供一站式健康生活解决方案，并在产品中积极采用环保材料和技术，提高产品的环保性能、节能性能和使用寿命。

跨国合作路径上，例如，美的集团为了提升智能家电技术和自动化水平，于2017年收购了德国库卡集团94.55%的股份，取得对库卡公司的控制权，通过此次收购美的获得了库卡集团在机器人及自动化领域的先进核心技术，为其“双智”战略（智能制造和智慧家居）的快速落地奠定了技术基础。日本索尼与全球各地的合作伙伴建立了紧密的合作关系，与三星结成技术合作和战略联盟，三星向索尼授权其内存记忆棒专利技术，同时双方还在产品共建和市场营销等多个方面有合作。索尼还与国美电器、京东开展合作，在营销创新、服务升级、品类布局等领域深度合作，通过新商业形式为门店销售赋能。

总之，全球智能家电企业努力通过多条产业链整合路径，来实现降本增效、资源共享、优势互补，以提高整个智能家电产业的竞争力，推动全球智能家电产业的共同发展。

1.1.4 政策支持推动

政府政策在智能家电产业的发展过程中发挥着重要作用。各国政府通过制定相关规划、提供资金支持、推动标准制定等方式，为智能家电产业的发展创造有利条件。

图1-4全球主要国家或地区智能家电产业相关政策汇总

例如，美国国家标准与技术研究院（NIST）负责智能家电标准的制定和协调，以确保家电产品的兼容性和交互操作性，推动智能家电市场的发展。

欧盟推出“欧洲数字战略”，旨在塑造欧洲的数字未来，建立数据空间和单一市场，为产业提供更广阔的市场空间，推动了智能家电产品的数字化转型和升级。

日本实施IoT综合战略，致力于推动物联网技术在包括智能家电领域在内的各领域的应用，这将使智能家电产品能够更好地实现互联互通，提供更加便捷、智能的服务。

韩国出台物联网发展基本计划，致力于构建物联网基础设施，包括宽带网络、传感器网络等，这将为智能家电产业提供良好的网络环境，推动产品的智能化和网络化；还在智能家电等公众领域推动物联网服务业务，提升智能家电产品的市场份额；该计划还强调加强数据安全和隐私保护，这将为智能家电产业提供更加安全的网络环境，保护用户的隐私和数据安全。

中国出台了“促进国家级新区高质量建设行动计划”，旨在通过技术创新和产业升级，推动智能家电产业的高质量发展，增强新区在智能家电领域的竞争力，并为区域经济增长提供新的动力。工业和信息化部等七部门还出台了“关于加快推动制造业绿色化发展的指导意见”，旨在加快传统产业绿色低碳技术改造，包括智能家电在内的制造业将通过推广成熟度高、经济性好、绿色成效显著的关键共性技术，推动新一轮绿色低碳技术改造升级；还加快制定碳排放基础通用、核算与报告、低碳技术与装备等国家标准、行业标准和团体标准，推动智能家电等领域的绿色低碳标准制定和实施。

总之，各国政策均明确提出了对智能家电产业的支持和引导，为产业发展提供了良好的政策环境。一方面，鼓励技术创新和研发，推动智能家电产业在技术上不断进步。另一方面，还通过推动智能家居系统的发展、加强物联网技术的应用等方式，致力于培育智能家电市场，推动产业的快速增长。

综上所述，智能家电产业的发展路径是一个多方面、多层次的过程。未来，随着技术的不断进步和市场的不断扩大，智能家电产业将迎来更加广阔的发展前景。

1.2 智能家电产业链

图1-5智能家电产业链图谱

智能家电产业链是一个复杂而精密的体系，涵盖了从原材料供应到最终产品销售的各个环节。

产业链上游主要集中了零部件制造和技术研发。零部件包括微控制器（MCU）、传感器、印刷电路板（PCB）、显示器、芯片以及智能控制器等。这些零部件是智能家电产品的基础及核心，它们的质量和性能直接影响到最终产品的使用体验。在技术研发方面，主要涉及语音控制交互技术、大数据平台、操作系统平台、开发者服务平台以及解决方案等。这些技术为智能家电产品提供了智能化、网络化和数据化的支持，使得产品能够更好地满足消费者的需求。

产业链中游则是智能家电产品的制造和集成环节。上游零部件被组装成各种智能家电产品，如智能电视、智能空调、智能洗衣机、智能冰箱、扫地机器人、智能电饭煲等。这些家电产品不仅具备传统家电的功能，还融入了智能化技术，使用户可以通过手机、语音等方式进行远程控制，享受更加便捷、舒适的生活体验。

产业链下游主要是销售渠道和消费者。销售渠道包括电商平台、商超零售、品牌专卖店等，这些渠道为消费者提供了多样化的购买选择。消费者可以根据自己的需求和预算，在这些渠道中选择匹配自己需求的智能家电产品。同时，消费者对于产品的评价和使用体验也会反馈到产业链上游，促进产品的优化和升级。

在智能家电产业链中，各个环节紧密配合，相互影响。上游的零部件制造和技术研发为中游的产品制造提供了有力支持，而中游的产品制造又推动了下游销售渠道的拓展和消费者需求的满足。同时，消费者的需求和反馈也会反过来促进上游的研发和生产，形成一个良性循环。

1.3 智能家电产业技术分布

家用电器是指以电能来进行驱动的用具，分为大型家电和小家电，可帮助执行家庭杂务，如炊食、食物保存、清洁等。智能家电是将微处理器、传感器技术、网络通信技术引入家电设备后形成的家电产品，具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态，能够自动控制及接收住宅用户在住宅内或远程的控制指令。同时，智能家电作为智能家居的组成部分，能够与住宅内其它家电和家居、设施互联组成系统，实现智能家居功能。

图1-6物联网结构图谱

从技术层面来看，智能家电的核心在于智能化控制和管理，这有赖于物联网技术的发展。物联网（IoT）是一个快速发展的领域，它涉及到将各种物理设备、传感器、执行器等通过互联网或其他网络连接起来，实现数据的收集、交换和分析，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。

物联网包括四个层次：

1）通过各种传感器、RFID标签、二维码、摄像头等设备和技术，实现对物体的识别和信息的采集的感知层；

2）负责将感知层采集到的数据通过有线或无线的方式传输到应用层的传输层，包括有线传输和无线传输，例如：无线射频技术（如WIFI、蓝牙、Zigbee）、移动通信网络（如2G、3G、4G、5G）以及低功耗广域网络（如LoRaWAN、NB-IoT）等；

3）处理层包括多种网平台，用于提供海量应用层设备的接入和管理等；

4）应用层是物联网顶层，主要功能是处理，实现方式是云计算，主要对接收到的数据进行分析、处理和应用，为多领域终端用户提供智能化的服务，应用层涉及的技术包括大数据、云计算、人工智能、边缘计算等。

基于物联网技术的四个层次，本报告将智能家电控制技术分解为以下几个关键技术分支，即环境感知技术、数据传输技术和智能控制技术，上述每个部分都对智能家电的功能和性能起着至关重要的作用。

图1-7智能家电技术分解图

智能家电包括智能家电设备本身以及搭载在智能家电设备上的家电智能化控制技术。智能家电设备按照家电功率大小，可以分为智能大家电和智能小家电。

智能大家电包括：智能制冷电器，比如智能冰箱、智能冷柜等；智能空气调节器，如智能中央空调、智能挂机、智能柜机等；清洁电器，如扫拖机器人、擦窗机器人、地板打蜡机等；厨房电器，包括智能洗碗机、智能壁挂炉、智能电饭煲、智能饮水机等；声像电器包括智能电视、智能音箱等。

智能小家电包括：电暖器具、美容健康电器和安全报警电器。电暖器具，比如智能电暖气、智能暖风机等。美容健康电器，如智能吹风机、智能美容仪、智能健身器等。安全报警电器，比如智能门锁、智能报警器等。

环境感知技术可以分为感知器件和依靠感知器件实现的自动识别检测技术。其中，传感器是重要的环境感知设备，智能家电中使用的传感器用于采集周围环境的信息，常见的传感器类型包括温度、湿度、气压、光照和人体红外等，这些传感器能够实时感知家电所处环境的各种参数，为智能家电的决策提供数据支持。

数据传输方式分为有线通信、无线通信以及数据安全，有线通信技术主要包括以太网、总线、光纤、同轴电缆连接等；无线通信技术则包括无线保真（WIFI）、蓝牙、zigbee、电力线载波通信、射频无线通信等，通信技术的选择取决于智能家电的具体应用场景和需求。

智能控制技术分为智能控制器件和人工智能技术。其中，控制器件（芯片和PCB等）由微控制器、处理器、逻辑控制和数据转换等模块组成，负责处理和分析传感器采集的数据，并根据预设的控制算法或控制逻辑控制智能家电的运行。控制器件的性能直接影响智能家电的智能程度和响应速度。人工智能技术使得智能家电可以通过手机APP和语音控制实现智能操作，例如，用户可以通过手机或智能音箱控制空调、电饭煲、热水器等家用电器的开关、模式切换、温度调节等功能。机器学习和深度学习算法的应用使得家电设备能够更好地理解和满足用户的需求，例如，空调设备可以自动学习用户的温度偏好，并在合适的时间自动调节室内温度，为用户创造更加舒适的居住环境。在智能家电中使用人工智能技术还可以更好地收集和分析处理海量家庭数据，智能家电设备通过这些分析结果为用户提供更加个性化的服务。智能家电设备通过自然语言处理技术，可以帮助用户控制智能家电，使得智能家电操作更加方便和智能化。

1.4 智能家电产业技术构成

1.4.1 数据检索说明

专利分析数据来源于incoPat检索数据库，采用“分-总”检索策略进行全面检索。专利分析部分主要的图表分析时间范围根据不同技术分支的发展特点而不同。由于部分中国发明专利申请的公开需要18个月，检索得到的数据集合囊括了所有年份已公开的专利数据，2023-2024年公开的数据不全，因此部分图表未将2023-2024年的数据趋势作为分析依据。

1.4.2 智能家电产业技术构成专利分析

对检索到的专利数据按照IPC分类号大组分类汇总，全球智能家电技术构成前15名中占比前三的技术分支分别为F24F11（控制或安全布置）、H04L12（数据交换网络）和G05B19（程序控制系统），占比分别为10.2%、8.68%和7.97%，表明在智能家电产业中，控制和安全布置技术、数据交换网络和程序控制系统是关键核心技术，这也与物联网的三层架构即感知层、网络传输层和应用层相呼应。

图1-8全球智能家电技术构成-大组

排在4-11位的技术分支占比较为均衡，其中，G05B15（计算机控制系统）、H04L29（H04L1/00等单个组中不包含的装置、设备、电路、系统等）和G06F3（用于将所要处理的数据转变成为计算机能够处理的形式的输入装置）占比均在4%以上，表明硬件系统和软件系统，网络通信设备、路由器、交换机等使用特定通信协议进行数据传输的设备，与数据库管理和文件系统结构相关的软件或系统为智能家电技术领域的研发热点。H04N21（可选的内容分发，例如交互式电视等）、G07C9（独个输入口或输出口登记器）、G10L15（语音识别）、F25D29（控制或安全设备的配置或安装）、H04W4（专门适用于无线通信网络的业务）占比均在3%-4%之间，表明上述技术分支为智能家电技术领域的研发次热点。

上述次热点技术分支在智能家电领域的具体应用包括：用于实现交互式功能的软件平台，包括用户与电视系统的交互，如电子节目指南（EPG）、视频点播（VOD）、网络浏览等；将语音信号转换为文本或命令的软件模块；访问控制系统，如读卡器（如RFID、条形码、磁卡等）、控制单元（验证权限、记录日志等）和执行器（如门锁、闸机等）；用户识别设备，如指纹识别器、面部识别摄像头等；无线基站，包括收发器、天线、信号处理单元等，用于在无线通信网络中传输和接收信号，用于与无线基站进行通信的手机、平板电脑、物联网设备等；用于处理无线网络的业务和数据传输的核心网络设备，如交换机、路由器、服务器等；前述所有硬件模块的配置或安装。

图1-9全球智能大家电技术构成

对前述检索的专利数据按照技术分解进行人工标引后，在智能大家电中，与智能空气调节相关的专利技术占比最多，达29.84%，表明空调、空气净化器、空气加湿器等家用电器的智能化是目前最主要的研发热点。其次是能够减轻家务负担，适应现代人快节奏生活的智能清洁电器，占比为26.46%，包括扫地机器人、扫拖机器人、智能洗地机、智能擦窗机等。排名3-5的分别为智能制冷电器、智能声像电器和厨房电器，分别占比17.27%、13.43%、13%，主要包括智能冰箱、智能冷柜、智能酒柜、智能电视、智能音箱、智能蒸烤箱、智能洗碗机等。总体来看，传统家电智能化依然是当前主流研发热点，但是新兴智能电器，如智能清洁电器，该类电器虽然起步晚，但发展迅速、市场广阔、研究热度比较高。

图1-10全球智能小家电技术构成

在智能小家电专利技术中，智能安全报警电器专利技术占比最多，为93.13%，该类电器包含智能门锁、智能烟雾报警器、智能声光报警器、智能防盗报警器等，表明当前用户对家居安全性有较高需求。其次是美容健康电器，为5.79%，该类电器包括美容仪、电吹风、健身设备等。占比最低的是电暖器具，仅1.08%，这与空气调节技术发展迅速，空调、暖气等普及率高，小型电暖器具的市场需求不足有关。

图1-11全球智能家电技术主要技术分支构成

基于前述技术分解和人工标引数据，针对家电智能化控制技术的三个主要技术分支环境感知技术、数据传输技术和智能控制技术，其中，控制方法（即控制算法类）和传感器技术分支上积累的专利量排在前2位，占比分别为12.38%和11.82%，表明目前全球的研究热点聚焦在控制方法和传感器这两个技术分支上。

排名靠后的其他技术分支专利数量较为均衡，语音识别、智能控制系统、生物识别和控制器的占比相差不大，均在5%-7%之间，表明这些技术分支为智能家电技术领域的研究次热点。数据处理与分析、智能控制面板、射频标签RFID、深度学习、以太网、WIFI和条码各技术分支占比在3%-5%之间。综合来看，全球智能家电技术的发展未集中在某一特定技术分支上，各技术分支整体上均衡发展。

2. 全球智能家电产业情况

2.1 全球智能家电产业规模

近年来，全球智能家电产业规模持续扩大，预计在未来几年内将继续保持快速增长。2023年全球智能家电市场规模达到336.5亿美元，2024年预计达到349.8亿美元，到2029年预计将达到536.1亿美元²，预测期限内年复合增长率为8.91%。

就地区而言，亚太地区在2023年占据最大市场份额，且得益于经济增长、消费能力的提升以及对智能家居和智能家电的强烈需求，亚太地区也是智能家电市场份额增长最快的市场。其中，中国家用电器市场已经发展为价值数十亿美元的大产业，经济合作与发展组织（OECD）的模型预测，到2060年，中国和印度的人均收入可能会增加七倍，而可支配收入的增加会驱动中国市场成为智能家电市场的理想市场。日本是智能家电产品仅次于中国的最大投资者之一。由于对联网家庭设备的投资增加以及由于认知度高和智能家电的强劲渗透，日本智能家电研究市场正在扩大。与韩国、印度相比，新加坡、香港等地的市场渗透率较高，但市场规模相对较小。欧美地区中，美国、加拿大等北美国家在智能家电市场占据重要地位，其市场份额约占全球的30%。英国、德国、法国等欧洲市场国家在智能家电市场也有较大份额，并且在不断上涨，其市场份额目前约占全球的25%，当前欧洲智能家电消费者约有1500万人，其中接受新技术的欧洲人中年龄在25岁至34岁之间的占约37%³。中东、非洲、南美等国家的智能家电市场份额相对较小，但也在逐步增长。

从生产能力来看，美国大型家电公司在生产、营销和分销方面具有规模经济优势，其市场上主要电器厂商包括美国的惠而浦、德国的BSH Hausgeräte(博西家用电器公司，由博世和西门子联合组建)、瑞典的伊莱克斯、海尔电器和海尔拥有的GE电器(中国)和LG电子(韩国)⁴。美国国内的小家电企业则通过生产特色产品，分包来自较大制造商的生产合同来实现有效竞争。美国小家电第一梯队的企业有Conair，市占率超过10%，第二梯队有Spectrum、Newell、Hamilton，总市占率在6%-10%之间。

图1-12全球智能家电主要细分品类市场规模变化趋势

产品种类上，智能小家电的总体市场规模是近几年来占比最大的细分市场，预计到2024年其市场规模将达到141亿美元。智能大家电中，占比最大的细分市场是智能冰箱，预计2024年市场规模将达到109.6亿美元，紧随其后的是智能厨电和智能空调品类，预计到2024年市场规模分别将达到102.6亿美元和96.8亿美元⁵。除此之外，智能音箱市场是海外智能家居行业中最受认可的智能家电细分市场之一，预计到2024年将有6.4亿台设备投入使用。智能洗衣机、智能烘干机和智能洗碗机等智能家电在全球范围内的销量也在不断增加。

技术方面，基于前述图1-8的分析，与物联网三层架构感知层、网络传输层和应用层相对应的技术分支对应的研究热点包括以下几大热点：F24F11（控制或安全布置）、H04L12（数据交换网络）、G05B19（程序控制系统）、G05B15（计算机控制系统）、H04L29（H04L1/00等单个组中不包含的装置、设备、电路、系统等）、G06F3（用于将所要处理的数据转变成为计算机能够处理的形式的输入装置）、H04N21（可选的内容分发，例如交互式电视等）、G07C9（独个输入口或输出口登记器）、G10L15（语音识别）、F25D29（控制或安全设备的配置或安装）、H04W4（专门适用于无线通信网络的业务）。总体上，自主、便利和安全是智能家电近些年发展的主要内容。基于图1-9至图1-11的分析，智能大家电中的智能空气调节电器和智能清洁电器是主要研发对象，智能小家电中安全报警电器是主要研发对象，主要技术分支上，控制方法、传感器、语音识别、智能控制系统、生物识别、控制器和数据处理与分析是最主要研究热点。

2.2 全球智能家电技术区域分布

图1-13全球智能家电专利区域分布

全球智能家电专利的公开分布区域呈现出一定的集中趋势，主要集中在中国、韩国、美国和日本等国家。

中国是全球智能家电技术第一大技术来源国，专利申请量占全球智能家电专利总申请量的68.94%，显示出中国在智能家电产业中的强大研发实力和创新能力。韩国是全球智能家电技术的第二大来源国，专利申请量占全球智能家电专利总申请量的11.73%。美国和日本分别排名第三和第四，专利申请量占比分别为6.86%和5.78%。除了以上四个主要国家外，其他国家在智能家电领域的专利申请量相对较少。

2.3 全球智能家电龙头企业

图1-14全球智能家电技术专利申请人前10名

全球智能家电专利数量排名前10的申请人中，海尔的专利数量明显多于其他申请人，超过4000件，这显示了海尔在智能家电领域的强大研发实力和创新能力。

紧随其后的是乐金集团和三星集团，其各自专利数量也相当可观，分别为1784件和1711件，这体现了韩国在智能家电领域的竞争力较强。

美的集团、格力集团、小米科技和四川长虹分别位列第四、第五、第六和第七，该四家企业均为中国企业，且各自的产品线广泛且多元，对应的专利数量均超过千件，表明这几家企业在智能家电技术领域也达到了较高水平，在技术创新和研发方面取得了一定成果。

排名较后的是腾讯公司、松下集团和博西家电，其中，松下集团和博西家电是传统的家电公司，腾讯则为非传统的家电企业，非传统家电企业在智能家电领域拥有的专利数量表明它在智能家电技术细分市场或细分领域中具有一定的实力。

此外，从专利数量的分布来看，前几家公司的专利数量明显高于排名靠后的公司，进一步表明智能家电行业中头部企业的技术优势和市场地位。

图1-15全球智能家电前10申请人主要技术构成

从全球智能家电前10名申请人的技术构成上来看，排名前7位的企业的研发方向主要涉及10个技术分支，表明各企业在核心技术构成上投入了大量的研发资源和精力，具备强大的创新能力，能够紧跟科技发展的步伐，及时捕捉新技术和新应用，通过不断的技术创新来推动智能家电产品升级和市场拓展。

上图可以看出，海尔具备最强的研发实力，在每个技术分支上的专利数量均较多，且海尔的研发侧重点在F24F11（控制或安全布置）技术分支上，拥有1487件专利，远远领先于其他企业。同时，海尔在G05B19（程序控制系统）上有364件专利，在F25D29(控制或安全设备的配置或安装)上有271件专利，在G05B15（计算机控制系统）上有261件专利，在H04L12（数据交换网络）技术分支上有248件专利，该几个技术分支也是海尔的优势技术。此外，还在G10L15（语音识别）和H04L29（H04L1/00等单个组中不包含的设备、电路等）技术分支上分别拥有153和130件专利，数量相差不多。表明海尔在除控制和安全布置技术之外的其他技术分支上也投入了较多研发精力，以保持企业在智能家电技术领域的均衡发展。

乐金集团主要在H04L12（数据交换网络）技术分支上有最多专利，为449件，其次在F24F11（控制或安全布置）技术分支上积累有较多专利，为367件，该两个技术分支为乐金集团优势技术。其他技术分支上，F25D29(控制或安全设备的配置或安装)上有235件专利，在G06F3（将数据转变成从处理机传送到输出设备的输出装置等）上有164件专利，G10L15（语音识别）技术分支上有117件专利，乐金在该几个技术分支上也有一定优势。在其余技术分支上的专利均未过百，技术优势较小。

三星集团在G06F3（用于将所要处理的数据转变成为计算机能够处理的形式的输入装置等）拥有最多专利，为274件。其次，在H04L12（数据交换网络）、F24F11（控制或安全布置）技术分支上也有较多数量的专利积累，分别为192件和140件，其余技术分支上的专利数量均未过百，尤其在G07C9（独个输入口或输出口登记器）技术分支上仅有3件专利，表明该技术分支上不具有优势。

美的和格力两家企业分列第4、5位，智能家电技术发展也较为均衡，研发重点与海尔基本保持一致。图中可以看出，美的集团在F24F11（控制或安全布置）和H04L12（数据交换网络）技术分支上的专利分别258和243件，该两个技术分支为美的的优势技术，且发展较为均衡。在G05B19（程序控制系统）上有197件专利，在G05B15（计算机控制系统）和H04L29（H04L1/00等单个组中不包含的设备、电路等）上分别有120和110件专利，该两个技术分支上美的也具备一定的优势。

格力集团则在F24F11（控制或安全布置）拥有272件专利，在G05B19（程序控制系统）上有199件专利，该两个技术分支为其优势技术分支。此外，格力在G05B15（计算机控制系统）和H04L12（数据交换网络）上分别拥有163件专利和115件专利，也具备一定技术优势。

小米科技在4个技术分支上的专利数量超过100件但不足200件，分别为H04L12（数据交换网络）、G05B19（程序控制系统）、G05B15（计算机控制系统）和H04N21（可选的内容分发）。其余技术分支上大部分有超过50件的专利分布。表明小米在智能家电技术上布局广泛和全面。小米的研发重点涵盖了智能家电产品的关键功能，是智能家电产品功能实现和用户体验提升的重要基础。

其余企业中，四川长虹在H04L12（数据交换网络）、H04L29（H04L1/00等单个组中不包含的设备、电路等）和H04N21（可选的内容分发）3个技术分支上拥有超过百件的专利，分别为106件、106件和163件。松下集团在F24F11（控制或安全布置）拥有141件专利，其余技术分支上专利数量非常少。博西家电在H04L12（数据交换网络）上最具优势，有66件专利。腾讯涉及8个技术分支，但专利数量均不多。

2.4 全球智能家电发展趋势预判

图1-162000-2023全球智能家电前15技术分支专利申请趋势

如图所示，在全球智能家电发展过程中，2010年之前，整个行业处在技术积累期，各技术分支上的专利数量均不多。2010年后，智能家电行业发展迅速，排名前15的技术分支上均逐年涌现出大量专利。

具体而言，排在前几位的F24F11（控制或安全布置）、H04L12（数据交换网络）、G05B19（程序控制系统）、G05B15（计算机控制系统）均为智能家电的关键核心技术，预计未来该些技术分支将继续保持增长，尤其是在保障用户隐私和数据安全方面将发挥更加重要的作用。此外，其他技术分支涵盖了智能家电中的数据处理、通信、识别、控制以及用户界面等多个方面，且这些技术分支在智能家电领域中的发展趋势较为均衡，表明该些技术都是推动智能家电产业发展的重要驱动力，也是未来一段时期内智能家电企业争相投入研发精力抢占高地的领域。

近几年，G05B19（程序控制系统）、H04L29(H04L1/00至H04L27/00等单个组中不包含的装置、电路、设备和系统等)、H04N21（可选的内容分发，例如交互式电视）、G10L15（语音识别）等技术分支上的专利数量有下降趋势，尤其是H04L29(H04L1/00等单个组中不包含的装置、电路、设备和系统等)近两年的专利数量非常少。但是，G06N3（基于生物学模型的计算机系统）技术分支上的专利数量变化较小，F24F110（与空气特性相关的控制输入）技术分支上的专利数量近几年有所增加。表明智能家电技术领域的热点技术除控制与安装的布置、数据交换网络和程序控制系统三个关键技术分支外，基于生物学计算和与空气特性相关的控制等的关注度提升，逐渐成为下一阶段的热点研究技术，这可能与消费者对智能家电功能的偏好正在发生变化，推动了某些技术分支的发展有关。

图1-172000-2023全球智能家电发展路线图谱

根据全球智能家电发展路线图谱，2000-2012之间，智能家电相关专利集中在基础的智能家电控制系统和方法，例如因特网控制系统、智能网关等，该些专利技术代表了早期对智能家电技术的探索，同时也出现了一些基础的数据学习服务器和基于神经网络的智能家电数据加密方法。2013-2017年间，智能家电专利技术呈现多样化特点，出现了关于智能网关、数据学习服务器、语音识别方法、云技术等相关专利，例如基于个人云平台的智能家电互动、智能WIFI模块相关、基于神经网络的音频分类和提取、融入人脸识别的智能家电控制等专利。2017-2019年间，随着深度学习技术的发展，智能家电开始集成更高级的人工智能技术，如基于神经网络的智能家电学习模型、基于模糊层次分析的控制系统等。2019-2021年间，智能家电技术进一步细化和专业化，例如出现了基于毫米波雷达和卷积神经网络的传感器融合、智能家居设备自动配网方法和智能家居环境下使用的智能控制设备等，还出现了关于用户交互和隐私保护以及智能家电节能相关的专利，如基于自然语言处理的智能家电控制系统和隐私保护方法和优化用户实时自治能量管理优化方法。近两年，智能家电技术更加注重用户体验和安全性，技术更加集成化和系统化，例如出现了自然语言处理、图像和模式识别系统、智能家居环境下的人机交互系统等，还出现了更多关于物联网设备认证和基于区块链的数据隐私保护方法，表明智能家电技术发展的更加复杂和对用户友好。

基于上述分析，智能家电技术未来的发展方向可能如下：

1. 进一步集成AI技术

随着人工智能技术的不断发展，未来智能家电将更加深入地集成人工智能技术，提高设备的自主性和个性化服务能力，实现更加智能的决策和服务。例如，通过深度学习算法优化家电的工作模式，提升能效和用户体验，通过大数据技术预先分析家电运行数据以预测潜在问题等。

1. 物联网与智能家居生态构建

未来智能家电将更深入地融入物联网，实现设备间的无缝连接和协同工作。同时，物联网技术的普及将推动智能家居生态的构建，智能家电将不再是孤立的设备，而是成为智能家居系统中的一个组成部分，与其他智能设备进行互联互通，共同为用户提供更加便捷、舒适的生活体验。

1. 用户隐私与安全

随着智能家电收集和处理更多用户数据，保护用户隐私和数据安全将成为关键发展方向。随着智能家电越来越普及，其安全性和隐私保护问题日益凸显。未来智能家电的发展将更加注重数据加密、隐私保护等安全技术的研发和应用，确保用户数据的安全性和隐私性。

1. 绿色化与可持续性

环保和可持续发展将是未来智能家电发展的重要方向。智能家电将更加注重节能减排、资源循环利用等方面的技术研发和应用，为构建绿色、低碳的生态环境做出贡献。

1. 识别检测技术的进一步应用

语音识别、图像识别等识别检测技术将在智能家电中扮演更重要的角色，提供更自然和直观的人机交互方式。这些技术将成为提升用户体验的核心，将使得人机交互更加自然、直观，甚至能够理解用户的个性化需求和偏好，从而实现更加智能化和个性化的家居服务。

1. 标准化与互操作性

为了解决不同品牌和设备间的兼容性问题，智能家电的标准化和互操作性将成为未来的重要研究内容。未来智能家电将更加注重建立统一的行业标准，以确保不同设备和系统之间的无缝连接和协同工作。这不仅能够为用户带来更加便捷的智能家居体验，也将促进整个行业的健康发展和技术革新。

3. 我国智能家电产业情况

3.1 我国智能家电产业规模

图1-18 中国智能家电市场规模及企业数量变化趋势

从市场规模来看，国内智能家电市场已经取得了显著的增长。公开数据显示，2018年至2021年，我国智能家电市场规模从不到3500亿元增长至突破5500亿元，2022年则超过6500亿元，同比增长达到13.75%⁶。2023年超过7300亿元，到2024年则有望达到8100亿元。从注册的相关企业数量来看，2018年，全国智能家电相关企业仅有1.56万家，2020年突破了10万家，2022年达到21.02万家，截至2024年6月，全国智能家电企业数量已达35万家，预计2024年年底，智能家电注册企业数量接近40万家⁷。该些数据表明，国内智能家电市场正处于快速增长的阶段。

图1-192022年中国主要智能家电智能化渗透率

在产品渗透率方面，主要的家电产品中，智能彩电的智能化渗透率最高，空调、洗衣机的智能化渗透率也在不断提速。截至2022年，中国智能彩电渗透率达到55%，智能空调渗透率为24%，智能洗衣机渗透率为10%，智能冰箱渗透率为6%，其他智能家电为5%⁸。大家电智能化渗透率较高，其他非主流家电和小家电智能化渗透率还不足，市场前景非常广阔。

图1-20中国智能家电企业分布区域图

我国家电产业集群的分布区域主要集中在珠江三角洲、长江三角洲、胶东半岛和安徽滁州地区。珠三角地区是我国家电产业的重要集群之一，其中尤以广东省的家电产业发展最为显著，而顺德地区作为其中的代表，家电产业集群效应明显，汇集了包括空调器、电饭锅、微波炉、电风扇、厨房小家电等多种产品的制造，具有强大的制造能力和成本优势。长三角地区也是我国家电产业的重要集群，主要集中在苏南地区，这里的家电产业集群涵盖了空调器、饮水机、电暖气、洗衣机、吸尘器等众多产品，同样占据重要地位。胶东半岛区域，特别是在青岛地区，形成了精细构建的家电产业集聚平台，以海尔、海信、澳柯玛等为代表的家电军团，率先开始产业集群化。安徽滁州地区也是我国家电产业集群的重要组成部分，目前已经初步形成了家电产业集群，与长三角地区的家电产业形成了良好的互动和协作。

此外，我国家电产业还形成了其他几个典型的产业集群，如武汉、合肥、深圳、芜湖、绵阳等地，这些地区的家电产业也各具特色。武汉是我国冰箱、洗衣机、空调等白色家电的重要生产基地，年产值近500亿元，近年武汉白色家电产业的技术改造升级投入正在加大，形成了较快的“白电”企业技改节奏，具有全球竞争力。合肥的劳动力价格、原材料价格、土地价格相对低廉，具有天然的成本优势，且交通便利，靠近东部、辐射中部，区位优势明显，已经聚集了一大批家电配套企业，形成了相对完整的产业链，如美菱、荣事达等本土品牌，同时吸引了海尔集团、长虹、美的等知名品牌入驻。深圳家用电器行业产品种类多样化，包括电饭煲、电水壶、烤箱、微波炉等，且拥有完善的家用电器行业生态链，制造技术和生产能力优秀，能够实现批量生产和高品质的制造。芜湖市现有规模以上家电及配套工业企业187家，产业集聚发展，规模效应显现，是全国空调器主要生产基地之一，智能消毒衣柜、集成灶等新兴家电品类也在此地逐渐涌现，芜湖市还积极引导家电企业提升智能化、柔性化、数字化、网络化制造水平，多家企业已获智能工厂和数字化车间认定。绵阳市近年来在电子信息、先进材料、装备制造等主导产业上蓬勃发展，研发投入不断增加，家用电器产业将呈现出技术先进、研发能力强的特点。

图1-21主流家电品牌及其主营产品

在市场品类竞争方面，国内智能家电市场呈现出多元化的竞争格局。一些传统家电企业，如海尔、美的、格力等，在智能家电领域积极布局，除了主营产品外，纷纷在其他弱势产品上投入研发力度，以期占有一定市场份额。如格力电器在智能空调、智能冰箱、洗衣机之外，还针对热水器、电饭煲等进行智能化开发。美的集团则在家电全系列产品上均有涉猎。海信集团除了智能电视外，在空调、冰箱等领域也投入一定研发力度。国外品牌起步早、发展快，在智能家电全品类上均发展较早，比如西门子、松下在智能冰箱领域，尤其是高端产品类别上具有较大优势，大金、日立等企业在智能空调方面具备一定优势。总体上，市面上的主流家电企业及其分公司或子公司不断通过推出具有创新性和差异化的产品来抢占市场份额。同时，一些新兴的智能家电企业，如小米科技有限责任公司，也凭借其在技术、品牌、渠道等方面的优势，快速崛起，使其在智能家电市场，尤其是在智能小家电市场占据了较大的市场份额。

3.2 我国智能家电发展政策环境

我国智能家电发展的政策环境近年来得到了显著的加强和优化。政府及相关部门积极出台了一系列富有前瞻性的政策措施，旨在鼓励和推动智能家电行业的蓬勃发展。

表1.1 中国智能家电产业发展相关政策

近些年，我国政府出台了一系列政策文件，如《促进国家级新区高质量建设行动计划》、《工业和信息化部等七部门关于加快推动制造业绿色化发展的指导意见》等，这些政策为智能家电行业的发展提供了强大的支持。这些政策的实施不仅为智能家电行业注入了强大的发展动力，更为行业的持续创新和升级提供了坚实的政策保障。

其次，政策环境也着重于引导消费者积极“以旧换新”，释放绿色智能家电新动能。为了扶持家电产业，培育发展新动能，国家和地方政府密集出台系列政策，鼓励家电产业升级，特别是针对智慧厨房、健康卫浴、养老监护等生活场景，围绕消费者健康需求，实现技术创新和产品升级。同时，政府还通过发挥财税政策和消费金融的作用，激发市场对绿色智能家电的需求。例如，《关于振兴工业经济运行，推动工业高质量发展的实施方案的通知》、《关于做好2023年促进绿色智能家电消费工作的通知》等文件中就明确提出了这一政策导向。

此外，政策环境还鼓励企业积极探索新的商业模式和营销策略。例如，在《扩大内需战略规划纲要2022-2035年》中鼓励推进无障碍设施建设，促进家庭装修消费，增加智能家电消费，推动数字家庭发展。同时，相关政策还鼓励企业积极开展家电租赁业务，以满足新市民、青年人等群体的消费需求。这些政策有助于推动智能家电行业的多元化发展，提升行业的整体竞争力。

最后，我国政策环境还注重提升消费者的消费体验，各地政府鼓励统筹举办家电消费季、家电网购节等各类消费促进活动，以拓展消费场景和提升消费体验。这些活动也有助于提升消费者对智能家电产品的认知度和接受度，进一步推动智能家电市场的发展。

省级政府政策方面，广东省发布了《广东省发展智能家电战略性支柱产业集群行动计划（2023-2025年）》，旨在形成全球最具竞争力的产业集群，推动数字化、网络化、智能化、绿色化改造，加强创新和产业化发展，优化分工和布局，推动质量品牌建设，加速全球化布局，并实施重点工程，如创新能力提升工程、制造水平提升工程等。安徽省发布了《“十四五”智能家电（居）产业发展规划安徽省积极探索智能家电（居）发展之路》，推进家电产业转型升级，促进企业集聚，将安徽打造成世界级智能家电（居）产业集群。浙江省发布《全球先进制造业基地建设“十四五”规划》，旨在做大做强智能门锁、智能家电、智能厨卫、智能照明等终端产品，并突破智能控制、人机交互和数据安全等关键技术，发展通信模组、关键元器件、智能芯片等核心部件，培育智能家电优势制造业集群。

3.3 我国智能家电技术区域分布

图1-22中国智能家电专利分布区域

我国是当前智能家电专利数量最多的区域，特别是广东作为中国当前申请智能家居专利数量最多的省份，累计智能家电专利申请量高达9058件，遥遥领先于其他省份或地区，位居榜首。山东以3379件专利量位居第二，这主要得益于本土企业海尔和海信的研发能力。北京市位居第三，专利量为2072件，尽管北京没有智能家电产业集群，但是其拥有小米科技总部、三星中国投资有限公司、石头世纪科技、海信（北京）电器等多家智能家电企业，因此研发能力较强，专利数量积累较多。紧随其后的是江苏、浙江、四川和湖北，均有超过千件专利。总体来说，我国智能家电技术专利的分布呈现出以广东、山东、江苏、浙江等沿海省份为主导的技术格局，这些地区在智能家电相关技术上的研发和创新方面具有较强的实力和优势。同时，其他传统家电强势省份也在积极推动智能家电技术的发展，形成了全国范围内智能家电技术专利的广泛分布。

3.4 我国智能家电技术构成

图1-23中国智能家电技术构成-大组

对我国智能家电专利按照IPC分类号大组分类汇总，发现在我国智能家电产业技术构成中，占比第一的技术分支是G05B19（程序控制系统），占比为11%。其次是H04L12（数据交换网络）和F24F11（控制或安全布置），占比均为7%。相比全球智能家电技术构成占比，排名前3的技术分支构成有所不同，全球范围内的研发重点是F24F11（控制或安全布置），其次是H04L12（数据交换网络）和G05B19（程序控制系统）。

我国智能家电技术构成中，排名靠后的其他技术分支占比相差不大，但值得注意的是，在A47L11（清扫地板、地毯、家具或墙上覆盖物的机械）技术分支上积累的专利量占总专利量的比重排在第8位，而全球范围内，该技术分支专利量占比为12位，表明国内企业在智能清扫电器方面具备技术优势，取得了一定研究成果。

总体来讲，国内外市场对于智能家电的需求侧重点可能有所不同，导致研发重点产生差异。例如，国内市场可能更注重家电的自动化和智能化水平，而全球市场可能更注重产品的安全性和可靠性。一方面，政府的政策导向和支持对于技术研发也具有重要影响，不同国家和地区可能根据自身的产业基础和市场需求，制定不同的政策支持策略，从而影响技术研发的方向和重点。再一方面，国内外在技术积累、人才储备、产业链完善程度等方面的差异也是导致技术研发侧重点不同的因素。

图1-24中国智能家电主要技术分支占比

在我国智能家电主要技术分支中，智能控制技术中的控制方法、智能控制系统、数据处理与分析、控制器、智能控制面板占比最多，环境感知技术中的传感器、生物识别、语音识别和射频标签RFID占比最多，数据传输技术中的WIFI技术、蓝牙技术和云技术占比最多。

整体来看，控制方法、传感器、智能控制系统三个技术分支上积累的专利量排在前3位，控制方法和传感器相关专利的占比分别为13.47%和10.86%，这与前述技术构成分析相呼应。专利数量的增加直接反映了技术发展的活跃度和成熟度，表明我国在这两个技术分支上进行了大量的研发和创新。

排名靠后的其他技术分支专利数量较为均衡，生物识别、数据处理与分析、控制器、智能控制面板、WIFI传输技术、语音识别等技术的专利占比没有出现较大差距，占比均在4%-6%之间。表明我国智能家电技术的发展也并非只集中在某一特定领域，而是呈现出均衡发展的态势，这种均衡发展有助于提升整个智能家电系统的性能和稳定性。中国作为全球智能家电第一大技术来源国，智能家电技术具有持续增长的潜力，未来有望在全球市场上占据更加重要的地位。

3.5 我国智能家电技术重点创新主体

图1-25中国智能家电专利数量前10名申请人

中国智能家电技术领域专利数量排名前3的企业为青岛海尔集团、格力集团和美的集团，海尔的专利积累量达到2632件，格力和美的分别为973件和954件。小米科技的专利积累量为819件，排名第四。其他企业的专利量均未超过700件。前10名企业中，广东企业总共有5家，表明广东省在智能家电技术领域具有领先研发优势，山东省则拥有海尔和海信两大家电企业，在智能家电技术领域具备较大研发优势，北京市也拥有小米科技和三星集团两大企业，拥有一定研发优势，四川仅有长虹集团一家。

图1-26 中国智能家电专利数量前10名企业技术构成

从中国智能家电技术结构排名前10的技术分支上来看，中国境内，海尔在F24F11（控制或安全布置）技术分支上积累的专利数量远远大于其他企业，并且其研发侧重点与全球智能家电研发重点保持一致。海尔在G05B19（程序控制系统）、G05B15（计算机控制系统）和H04L12（数据交换网络）三个技术分支上也投入较多研发精力，整体发展比较均衡，表明海尔当前的研发侧重点在智能家电的控制和安全上，同时在其他技术分支上也投入了较多研发精力。格力集团与海尔集团的研发侧重点较为一致，但每个技术分支上的专利积累量均远小于海尔，表明其在智能家电领域还需要追赶。美的集团在G05B19（程序控制系统）和H04L12（数据交换网络）技术分支上具有相对较多的专利积累，表明其研发侧重点在该两个技术分支上。

其他传统家电企业均有各自占优势的研发技术。如小米科技在G05B19（程序控制系统）上投入最多研发精力。三星集团在G06F3（用于将所要处理的数据转变成为计算机能够处理的形式的输入装置等）拥有最多专利。四川长虹集团在H04N21（可选的内容分发，如交互式电视等）、G05B19（程序控制系统）、H04L12（数据交换网络）几个技术分支上积累有较多专利。TCL在H04N21（可选的内容分发，如交互式电视等）这一技术分支上积累最多专利，表明该技术分支是智能电视技术领域的关键核心技术，其他技术分支上还需追赶长虹的脚步。非传统家电企业中，腾讯公司在G10L15（语音识别）方面积累了一些专利，但总体数量不多。

从上述分析可以看出，我国智能家电行业各龙头企业的研发态势呈现多元化和专业化趋势。海尔在智能家电的控制和安全、用户交互等方面占据显著优势，尤其在F24F11（控制或安全布置）技术分支上遥遥领先，其研发策略与全球智能家电技术发展方向紧密契合。格力集团的研发重点与海尔相似，但在专利积累上尚需加大投入以追赶海尔。美的集团则在程序控制系统和数据交换网络方面拥有一定优势。三星、长虹等传统家电企业则在不同技术分支上各有侧重，如三星在输入装置技术上有较多专利，长虹在内容分发、程序控制系统和数据交换网络等方面积累较为丰富。智能电视技术领域的关键技术分支H04N21（可选的内容分发）被TCL集团所重视，显示出其在智能电视领域的重要地位。非传统家电企业如腾讯也在智能家电领域积极布局，腾讯在语音识别、内容分发和输入装置等方面投入研发，具备一定的技术优势。

整体而言，中国智能家电行业的研发竞争日趋激烈，企业纷纷在各自擅长的技术领域加大投入，以求在智能家电市场的竞争中占据有利地位。

4. 智能家电关键技术发展情况

4.1 环境感知技术

4.1.1 传感器技术

图1-27 全球智能家电传感器技术专利申请和公开趋势

传感器技术的专利申请量和公开量在过去几十年里经历了显著的变化。首先，专利的申请数量在1975年至1999年代相对较少，处于萌芽发展阶段，尚未引起广泛的关注和重视。从2000年开始，专利申请数量开始逐渐增加，进入缓慢发展期，2010年后专利数量显著增加，进入高速发展期，这与该时期家电市场的智能化需求兴起有关，行业内开始认识到传感器技术对家电智能化的重要性和价值。到了2018年，专利申请的数量达到了峰值，年申请量达到594件，这表明该时期智能家电领域的传感器技术正处于高度活跃和创新的状态。2018年之后传感器专利申请数量有所回落，这与智能家电领域的市场需求变化可能有关。

智能家电领域的传感器专利的公开数量的发展趋势与申请趋势较为一致。2000年之前，传感器技术专利的公开数量较少，在2022年达到峰值，这个时间段内，许多早期的传感器技术专利被公开，为后来的研究和应用提供了重要的参考。近两年传感器公开专利的数量有所下降，这可能是因为随着时间的推移，一些早期的专利逐渐失去了时效性，也与近几年相关专利申请量下降有关。

图1-28 全球智能家电-传感器技术功效构成

整体来看，智能家电领域传感器的研发重点在于提高其便利性、智能化和可控性。分别来看，不同的家电或家电组成结构中，传感器的研发侧重点又略有不同。

比如，当前传感器技术在冰箱中用于监测和控制温度，保持恒定的冷藏和冷冻环境，当前在冰箱领域的研发侧重点在于提高操作便利性和工作效率以及降低功能复杂性和成本。

在洗衣机中，传感器技术用于监测水位、洗涤剂的投放量、衣物的重量等，当前的研发重点在于和降低复杂性和成本，以及提高可控性和自动化功能。

空调中的传感器用于监测室内外温度、湿度，以及空气质量等，通过智能控制算法调节空调的工作状态，以达到节能和提供舒适环境的目的，综合来看，空调领域传感器的研发重点在于可控性、智能化和便利性。

清洁电器中的传感器技术可能用于监测水的浊度、洗涤剂的浓度，以及洗涤过程中的水温和干燥效果，以实现更高效的洗涤和节能，当前的研发重点在于降低成本。

厨房电器中，传感器技术用于收集各种厨电运行数据，这些数据经过处理后用于控制家电的工作状态、实现自动化和智能化，因此当前的研发重点在于降低运行成本、提高便利性和可控性。

总之，传感器技术在智能家电中的应用提高了家电的能效、安全性和便利性，同时也为用户带来了更加个性化和智能化的使用体验。

图1-29 全球智能家电-传感器技术排名前15申请人

智能家电领域相关的传感器技术投入研发精力最多的前三位分别是三星集团、乐金集团和海尔，且该三家企业的传感器相关专利申请量远高于其他家电企业，表明该3家智能家电企业在传感器技术上的研发水平较高。排名靠后的其他企业传感器技术相关专利申请数量均未超过百件，表明该些企业一定程度上依赖外部企业的传感器技术。

4.1.2 语音识别技术

图1-30 全球智能家电-语音识别技术专利申请和公开趋势

全球智能家电语音识别技术的专利在2008年之前处于萌芽期，每年仅有个位数的专利申请量，对应的专利公开量也是个位数。2008年-2016年间处于快速发展期，专利申请量逐年增加至2016年的149件。2017年-2018年间，专利申请量飞速发展，并达到峰值254件。2018年之后，专利申请量波动下降，猜测与疫情和市场需求变化有关。专利公开量则因为相对于专利申请有一定的滞后性，因此在2010年之后，专利公开数量的发展趋势一直处于较为稳定的快速增长阶段，并在2023年达到453件的公开量，行业内技术透明度达到最高。

图1-31 全球智能家电-语音识别技术用途及功效构成

按照语音识别技术在智能家电领域的用途排名，并对每种用途的功效整合后得到上图。就语音识别技术本身来讲，提高语音识别的准确性和智能化是当下的核心需求，提高操作便利性和用户体验感是次热点需求。就使用场景来看，空调上搭载的语音识别技术主要功能在于如何提高用户舒适性、降低控制的复杂性、提高使用的便利性等，如在寒冷或炎热天气通过语音指令直接控制设备，而无需手动操作。冰箱方面，语音识别技术增强了其使用便利性、降低复杂性和提高智能化。洗衣机方面则重点提高了使用便利性，智能门锁方面侧重于提高智能化，电视方面则重点提高了便利性和智能化，清洁家电方面的功效比较均衡。

总体来看，语音识别在冰箱、洗衣机、电视等跨设备用途上的统一需求是提高智能化和便利性，符合用户想要获得高质量语音控制体验的期望。随着语音识别技术的发展，预计不同家电设备之间的技术整合为未来的发展趋势，例如，一个语音指令可以同时控制多个设备，实现互联互通和场景联动。

图1-32 全球智能家电-语音识别技术前10名专利申请人

全球智能家电语音识别技术分支上，专利申请量排名前三的企业是三菱、海尔和乐金，申请数量分别为198、195和173件，该三家企业在语音识别技术成熟度上相差不多。紧随其后的是美的和大金，分别拥有149件和127件专利。松下、三星、夏普和格力的专利申请量相差不多，均为100件左右，表明该四家企业在语音识别技术上的成熟度比较接近。

总体上，语音识别技术作为智能家居控制的关键技术之一，受到了各大企业的高度重视，市场竞争较为激烈。就各企业在全球市场上的布局策略来看，拥有较多专利的三菱、海尔和乐金在智能家电领域有更明确的市场定位和技术路线，其他企业与该几家企业在标准制定、技术共享方面有合作的可能性，以推动整个智能家电行业的发展。

4.2 数据传输技术

4.2.1 WIFI技术

图1-33 全球智能家电-WIFI技术专利申请和公开趋势

WIFI技术在智能家电领域的应用经历了快速的发展阶段，这可能与智能家电市场的整体增长和消费者对于智能家电的需求增加有关。2004年-2009年，为技术萌芽期，该时期年专利申请数量仅有个位数。2010年-2015年，专利申请数量呈现出逐年增长的趋势，直到2015年达到顶峰，数量为199。2015年之后，专利申请数量波动下降，表明智能家电领域的无线传输技术研发热点有所改变。就公开专利数量来看，2010年之前公开数量非常少，2010年之后专利公开数量开始迅速增长，并在2018年达到顶峰，数量为192。之后几年，伴随着专利申请量的下降，专利公开量也逐渐下降，原因可能是市场接近饱和，或者企业在专利策略上变得更加谨慎，转变方向选择专注于更有竞争力的技术领域进行专利申请。

图1-34 全球智能家电-WIFI技术用途及功效构成

按照WIFI技术在智能家电领域的用途功效排名，WIFI技术的主要功能是提高洗衣机、冰箱、空调、电视、烹饪电器等各类家电的控制便利性、智能化和安全性。一方面，WIFI技术使得多种家电产品能够连接到互联网，实现远程控制和智能管理，提高了家电的智能化水平。另一方面，WIFI技术还让家电的可控性更高，用户可以多维度控制智能家电的开关、模式、温度等。再一方面，WIFI技术结合手机等终端设备，通过简化洗衣机、烹饪电器等家电设备的操作流程，降低了智能家电的使用复杂性，使得用户更容易上手操作。总体而言，WIFI技术在智能家电领域的应用正推动着家电产品向更智能、更便捷、更安全的方向发展，同时也预示着智能家电市场的巨大潜力和发展空间。

图1-35 全球智能家电-WIFI技术前10名专利申请人

全球智能家电WIFI技术分支上，专利申请量排名前三的企业是海尔、美的和小米，海尔的申请数量较高，为93件，表明其技术水平相对较高，可能拥有更多的创新成果。美的和小米的专利数量相差不多，表明两者的技术水平接近。三星、格力分列第四和第五名，专利数量均不多，仅有50件和40件。整体来看，各企业在WIFI技术领域投入的研发精力有较大差异，表明不同企业侧重于不同的无线通信技术研发。

4.2.2 云技术

图1-36 全球智能家电-云技术专利申请和公开趋势

全球智能家电云技术专利在2011年-2013年间为起步发展期，年专利申请量均较少，但每年都有增加，表明技术处于探索阶段。2014年-2018年间，云技术处于快速发展期，专利申请数量破百件，且于2018年达到顶峰，可能是由于技术取得了一定突破，或者市场需求和政策推动专利申请量的增加。2018年后，专利申请量逐渐减少，可能是由于竞争格局的变化或者新技术的出现，例如，边缘计算的出现，减少了家电设备对云端的依赖，进一步提升了家电设备相应速率，从而削弱云技术在智能家电领域的应用，或者由于市场集中度提高，少数大企业占据了主导地位，或者一些企业转向其他技术领域。

图1-37 全球智能家电-云技术用途及功效构成图

总体上，云技术主要用于提高智能家电及其控制方面的智能化和可控性，此外，还使智能家电的自动化、便利性以及安全性更高。具体来讲，云技术使得智能家电能够实现更加复杂的功能，如远程控制、自我优化和智能学习用户习惯，从而提高了家电的智能化水平。通过云端或云平台，用户可以不受地点限制地控制家电，提高了对家电的控制能力。还可以通过数据加密和安全协议来保护用户数据和隐私，提高智能家电的安全性。

在其他用途上，云技术还可以通过对家电的运行状态进行实时监控和优化，提高能源使用效率和响应速度。云云互联可以实现家电设备的互联互通，通过云端接口将各种异构系统串联。云计算资源的共享和优化，可以降低智能家电的研发和运营成本。

图中还可以看到一些功效和用途空白点，如洗衣机响应速度提高、智能门锁响应速度提高等，表明当前该些空白点可能为技术黑点，相应领域无需实现对应功效，或者由于云技术限制或研发难度较高而尚未实现或不够成熟，也有可能是对应的市场对于该些特定功效的需求尚未被充分识别或需求并不强烈。

图1-38 全球智能家电-云技术专利前10名专利申请人

全球智能家电云技术分支上，专利申请量排名前三的企业是长虹、海尔和美的，且长虹和海尔的申请数量高出其他企业许多，表明其技术实力和研发能力相对较高，其专利申请策略可能更为积极，专注于构建技术壁垒和保护其创新成果。

美的和小米的专利数量相差不多，分别为39和29件，表明两者的技术水平相近。排名靠后的其他企业专利申请数量均较少，专利积累数量均在10-27件之间，表明该些企业在云技术分支上的研发投入较少，原因可能是该些企业处于早期发展阶段，尚在摸索技术发展路径，或者该些企业尚未大规模商业化其研究成果，也可能是依赖专门研究云技术的合作企业，无需自行研发。这也表明该些企业在未来有较大的增长空间，通过加大研发投入，有可能在未来实现技术突破。

4.3 智能控制技术

4.3.1 控制方法技术

全球智能家控制方法（控制算法）技术在1987年-2009年间为萌芽期，年专利申请量为个位数，表明该时期智能家电的智能控制技术还处于探索阶段。2010年-2022年间，控制方法技术处于快速发展期，年专利申请数量快速过百，并且于2022年达到顶峰，为673件。2022年之后，专利申请量有所减少，进入波动发展期，可能是受到专利政策、市场需求变化或其他不可抗因素影响。

图1-39 全球智能家电-控制方法技术专利申请和公开趋势

控制方法类专利的公开数量在2011年前的增长趋势和专利申请量比较一致，2011年后则飞速发展，专利公开量在2023年达到947件，表明控制方法技术的研究成果开始大量公开，行业透明度进一步提高。

图1-40 全球智能家电-控制方法技术专利用途与功效构成

从上图可知，用于各类智能家电的控制方法，主要功效在于提高智能家电的控制智能化。就空调设备而言，主要功效还包括灵活可控性和用户体验感，例如，通过机器学习和深度学习算法等控制算法，能够自动识别用户的操作习惯和需求，智能空调能够根据室内温度、湿度和用户的使用习惯自动调整运行模式和温度，实现更加智能化的控制。清洁电器则通过控制方法来提高多种功效，比如提高智能化、可控性、便利性和体验感，以及设备的操作复杂性和工作效率，表明当下市场对清洁电器性能的关注度较高。智能冰箱的主要功效在于提高便利性、可控性和智能化，电视主要通过控制方法提高智能化和便利性，智能门锁在侧重通过控制方法提高智能化和安全性，厨电设备的控制方法主要用于提高智能化、可控性、体验感和便利性。

图1-41 全球智能家电-控制方法技术专利前10名专利申请人

智能家电控制方法技术分支上，海尔拥有非常多数量的专利申请，数量为1066件，且远远超过排名第二的格力，表明海尔在智能家电控制方法技术方面的创新能力和技术储备都相当强大。

排名2、3位的格力和小米的专利申请量相差不大，分别为344件和333件，表明二者的技术积累程度差不多，可能存在一定的竞争关系，但是二者与海尔的差距均较大。美的和乐金则分别以290件和234件的专利申请量排在第4和第5位，研发实力稍显逊色，但结合二者的市场份额和产品布局，两者可能更侧重于其他技术分支的研发，或者在智能控制方法领域采取更为稳健的研发策略。

总体来看，海尔智能家电控制方法技术分支上积累了最多专利，具备更多优势，但是其他企业也投入了一定研发精力奋力追赶，以期与海尔相竞争。

4.3.2 智能控制系统技术

智能家电控制系统技术的专利申请数量在1996年至2008年之间数量较少，处于萌芽期。从2009年开始至2016年，专利申请数量开始显著增长，表明这一领域的研发活动逐渐活跃起来，进入快速发展期。

图1-42 全球智能家电-控制系统技术专利申请和公开趋势

2016年后，专利申请数量经过2016-2019年的波动发展期，这可能是由于技术发展遇到瓶颈或市场竞争加剧导致的。之后进入2020-2022的高速发展期，并于2022年达到了顶峰值，表明智能家电控制系统技术在这一时期又得到了新的发展动力和市场需求推动。

上述发展趋势表明，智能家电控制系统技术在经过长时间的积累和发展后，已经开始进入了一个成熟和高速的发展阶段。作为智能家电领域的核心关键技术之一，该领域将有望在未来继续保持强劲的发展势头。

图1-43 全球智能家电-控制系统技术用途和功效分布

由图可知，随着物联网和无线网络技术的发展，智能家电控制系统广泛应用于各类智能家电中，且该种控制系统在多种用途上的主要功效是较为统一的，即提升家电智能化水平、提高可控性能，以便为用户提供更为个性化的服务。由图可知，在细分产品领域，不同产品侧重的功效有所不同，如空调还侧重用户体验感和舒适性，清洁设备还侧重于提高工作效率，电视侧重于提高体验感，厨房电器还侧重于提高自动化。此外，在提高便利性、降低复杂性、增强安全性、降低成本等功能上，智能控制系统也能为各类型家电提供少量助益，这些功效点共同使智能家电控制系统具备多功能性和综合性。

图1-44 全球智能家电-控制系统技术专利前10名申请人

智能家电控制系统技术方面，海尔拥有最多数量的专利，为687件，且远远超过排名第二和第三的美的和格力，表明海尔在智能家电领域应用的控制系统技术已比较成熟，处于行业领先地位。而美的和格力的专利数量仅为105件和103件，专利数量几乎相同，表明二者技术水平相当，但与海尔相距较远。其他企业有投入一定研发精力在智能家电的控制系统上，但从专利数量上来看，技术发展水平均较为滞后。

二、湖北省智能家电产业发展定位

1.湖北省产业总体情况

1.1 湖北省智能家电产业相关政策

表2.1 湖北省智能家电产业发展相关政策

湖北省在推动智能家电产业发展方面出台了许多重要政策，制定了《智能家电产业高质量发展三年行动方案（2023-2025年）》，三年行动方案的目标是到2025年全省智能家电产业链整体营业收入力争突破1000亿元，争创国家级智能家电产业集群，把湖北打造成智能家电生产、销售、创新和服务中心。并确定了小米科技(武汉)有限公司、TCL空调器(武汉)有限公司、美的集团湖北基地等6家链主企业(集团)，将华中科技大学武汉光电国家研究中心、武汉大学电子制造与封装集成湖北省重点实验室、湖北工业大学现代制造质量工程湖北省重点实验室等3家链创机构与省内高校院所、龙头企业建立创新联盟。

同时，湖北省还出台了《湖北省绿色智能家电家居以旧换新实施细则》，细则实施时间确定为2024年6月8日至12月31日。主要针对包括空调、电视机、投影仪等17类商品提供智能家电以旧换新补贴金额共计3.5亿元，其中家电以旧换新补贴3亿元，回收废旧家电补贴0.5亿元。对于个人消费者，凡是购买符合条件的补贴产品，享受成交价格10%的立减补贴，单件商品补贴不超过1000元，单个消费者享受补贴不超过3000元。

武汉市为了进一步释放本市绿色智能家电家居消费潜力，发布了武汉市商务局关于征选2024年绿色智能家电家居以旧换新补贴发放平台企业的公告，总计投入财政资金3000万元，其中线上绿色智能补贴券投放资金1000万元，线下绿色智能补贴券投放资金2000万元，用于市内个人家电消费，通过消费活动促进家电产业升级。

1.2湖北省智能家电产业规模

以冰箱、洗衣机、空调为代表的白色家电是我国极具全球竞争力的代表产业，产量居全球第一。湖北省是我国白色家电的重要生产基地，目前已形成以美的、海尔、格力、长虹等家电龙头为引领，近500家配套企业协同发展的“5+500”家电产业体系。

2021年，湖北省空调产量占全国的9%，冰箱产量占全国的6%，以“冰洗空”为代表的“白电”产业迅速崛起。2022年7月，美的洗衣机年产1500万台项目正式投产，加快产能释放。截至2022年，湖北省的智能家电营收已经达到650亿元，根据规划，到2025年，湖北省计划智能家电全产业链营收预计突破一千亿。

图2-1 湖北省家电产业链企业分布情况

目前湖北省的家电产业核心城市是武汉、荆州和黄石，其中，武汉和荆州是最具发展前景的两大城市，黄石则以东贝压缩机为核心，推动智能家电发展。

武汉目前拥有小米、海尔、格力、TCL等行业龙头企业的研发或生产基地，主要集中在空调、冰箱、洗衣机等白电生产领域。小米科技作为湖北省“智能家电产业链”的链主企业之一，建设了小米智能家电创新生产基地，旨在实现年生产、加工空调约600万套，峰值生产使用19条生产线，年产值约110亿元，使小米快速成长为引领智能家电产业新生态发展的超级链主。武汉海尔电冰柜有限公司现有两条个性化柔性生产线，2020年起，海尔集团不断增加投资，对武汉海尔电冰柜工厂线体进行工业技改，目前在其智能智造样板线上，每天单班下线2200台冷柜整机，平均每15秒下线一台。格力武汉产业园是格力电器继珠海、重庆、合肥、郑州之后在国内兴建的第五个生产基地，也是格力电器在全球的第八个生产基地，总投资50亿元，是格力电器当前产业规划最齐全、投资规模最大的产业园，该产业园全部达产后，预计年产值将达100亿元⁹。

荆州则以美的集团为龙头，打造了美的冰箱、美的洗衣机、美的楼宇三大生产基地，重点发展电冰箱、洗衣机等家电产品。美的冰箱荆州工厂还引入柔性自动化、物联网和人工智能等智能制造和数字化技术，成为全省第二家世界级的“灯塔工厂”。

黄石市拥有东贝压缩机有限公司，该公司是东贝集团旗下的核心子公司，并在行业内具有显著的市场地位，其单一品牌产销量连续17年保持全国领先，并连续11年全球领先。东贝压缩机的产品线非常丰富，能够生产15大系列400余个品种的压缩机，年生产能力达到4600万台。公司产品广泛应用于冰箱、冷柜、制冷陈列柜等多种制冷电器，还与多个国内外知名家电品牌建立了战略合作伙伴关系¹⁰ 。

黄冈市建设了TCL黄冈智能制造产业园，该智能制造产业园拥有1个智能化黑灯工厂、8条数字化智能生产线和16个数字化先进实验室，年产能达到600万套，其工厂通过工业互联网平台和数字孪生技术，能使生产质量改善提升73%，生产效率提升32%。

在上游产业链方面，当前，湖北在传感器设计和制造，以及集成电路材料、集成电路设计和制造领域有一批先进企业形成产业集群。集成电路（IC）通过特定的半导体工艺方法，可以将晶体管、电阻、电容等电路元器件以及它们之间的连线，全部集成在同一块半导体基片上，最后再进行封装，从而形成一个完整的电路，且其具有较高的耐高温、耐低温、耐潮湿等性能特点，能使得家电产品在恶劣环境下也能保持稳定的运行状态。在智能家电中，传感器负责收集信息，而集成电路则负责处理信息并控制家电的运行，两者的紧密结合使得智能家电更加智能、高效和用户友好。

在传感器设计与制造方面，有武汉理岩控制技术有限公司、理工光科、华工科技、四方光电股份有限公司、长飞光纤、高德红外等传感器制造企业，并且还成立了传感器行业协会，以促进传感器行业的发展。

在集成电路设计和制造方面，武汉拥有长江存储、武汉新芯、高德红外、武汉虹识等集成电路设计、制造等相关企业。武汉周边各城市也拥有各自优势的产业和企业，如宜昌和潜江为集成电路材料企业聚集地，包括兴力电子、兴发集团、晶瑞微电子、伊格特新材料、兴训电子材料、鼎龙光电半导体等企业。黄石有诸多晶圆再生企业，如晶芯半导体、金泽柏瑞新材料科技、禄亿半导体等。襄阳为功率半导体企业聚集地，有台基半导体、腾威电子等。仙桃有专业的封装测试公司芯创电子。随州也有集成电路设计和制造企业泰晶科技。除上述企业外，还有诸多未罗列的其他上游产业链上的企业，如鄂州的三安光电主营集成电路制造和材料。上述企业能为湖北省智能家电的转型升级提供助力，同时有助于提升湖北省家电产业的国际竞争力和市场占有率。

1.3 湖北省智能家电技术产业链

当前湖北省智能家电技术产业链的构建和发展呈现出清晰且全面的态势：

图2-2 湖北省智能家电技术产业链上下游相关企业数量

智能家电产业作为湖北省重点打造的九个新兴特色产业之一，已经形成了较为完善的产业链。该产业链以市场需求为导向，涵盖了从原材料供应、零部件生产、整机制造到销售服务的全过程。

表2.2 湖北省智能家电产业链上游和中游关键技术企业数量

产业链上游，得益于湖北省光电产业的发展，目前公开可查的智能家电相关芯片制造企业达60家，PCB制造企业高达3126家，电机制造企业为3772家、传感器制造企业为96家，电容制造企业为547家¹¹。芯片、PCB、电机、电容和传感器作为智能家电的核心部件，相关企业数量在一定程度上能代表该地区的技术和生产实力，企业数量优势，不仅代表了湖北省在智能家电核心技术领域的生产和研发实力，也为其在产业链中游的整机制造提供了坚实的保障。

产业链中游，即智能家电的整机制造。这是智能家电产业链的核心环节，涵盖了产品的研发、设计、制造等环节。湖北省拥有一批知名的智能家电生产企业，如小米、TCL、海尔、格力、美的等，这些企业在产品研发、技术创新等方面均具有较强的实力。从企业数量上看，按照智能电器各品类划分，智能制冷电器（如智能冰箱、智能冰柜等）相关制造企业数量为1848家，智能空气调节电器（如智能空调、智能空气净化器等）相关制造企业数量为1524家，智能厨房电器制造企业为595家，智能声像电器制造企业数量为194家，智能清洁电器制造企业较少，仅34家¹²。总体上，湖北省在智能家电产业链中游的整体实力非常强大，尤其是在白电制造领域，不仅拥有众多知名的领军企业，而且制造企业数量众多、产业链完善、创新能力突出。这些优势使得湖北省在智能家电产业中具有重要的地位，也为湖北省智能家电产业的未来发展奠定了坚实的基础。

表2.3湖北省智能家电产业链下游销售门店数量

产业链下游，湖北省智能家电产品通过线上线下等多种渠道进行销售，线上渠道包括京东、天猫、淘宝等传统电商平台，线下渠道包括各大家电品牌的直营销售店，以及多个大型家电卖场等。

湖北省智能家电品牌线下门店方面，海尔的线下门店多达376家，格力线下门店有421家，美的电器加盟店数量为168家，TCL线下门店有17家。小米之家在湖北省内的直营店、专卖店和授权店有356家。家电卖场方面，工贸家电拥有65家连锁家电大卖场，经营总面积达125万平方米，仅武汉市内就有35家门店。苏宁易购在湖北地区已有数百家门店，近期目标是达到200家，其中包括苏宁易购、苏宁小店、苏宁红孩子等多种业态。苏宁易购还在武汉投资建设了物流基地和IT研发中心，显示出其在湖北市场的深度布局和长期发展的决心。武汉京东MALL作为京东旗下的线下门店，提供全面的智能家电产品选择。此外，湖北省内还有18家天猫优品电器体验店。总体上，湖北省智能家电产业链已呈现出品牌多样性、线下门店网络完善、家电卖场实力强大、新兴业态不断涌现以及供应链和物流体系完善等特点。这些特点能共同推动湖北省智能家电市场的快速发展和繁荣。

从产业链整体来看，湖北省在智能家电产业的发展上展现出了显著的优势。上游产业链关键技术领域的强大制造实力为中游的整机制造提供了有力支撑，中游完善的整机制造环节以及下游完善的供应链体系，又进一步提升了湖北省在智能家电产业中的整体竞争力。这些优势不仅使得湖北省在智能家电产业中具有重要的地位，也为其未来的持续发展提供了广阔的空间和强大的动力。

2. 产业创新实力

2.1湖北省智能家电产业科技创新能力

2.1.1 湖北省智能家电专利申请趋势

图2-3 湖北省智能家电专利申请趋势

对湖北省智能家电技术所有相关专利进行汇总分析。上图中可以看出，在2005-2013年间湖北省智能家电技术处于萌芽期，年专利申请数量均个位数，该时期的技术创新和研发活动相对较少，可能受限于技术成熟度、市场需求、政策环境或资金投入等因素的影响。从2014年开始至2018年，年专利申请数量开始显著增长，进入快速发展期，表明该领域的技术逐渐成熟，市场需求增加，同时政策环境和资金投入也变得更加有利，促进了技术创新和研发活动的增加。2018年后，专利申请数量经过一段波动发展期后逐年减少，这可能是受到疫情、全球经济形势变化等负面因素影响。2020年后，专利申请数量有所回升，并在2021年达到峰值，随后有所下降。

2.1.2 湖北省智能家电专利申请人类型

图2-4 湖北省智能家电专利申请人类型占比

对湖北省智能家电技术所有专利申请人汇总分析。其中，占比最大的申请人类型是企业申请人，达到67.87%，其次是个人申请人，占比达到19.21%，学校申请人占比达12.60%，机关团体和科研单位占比最少，分别占0.21%和0.10%。表明湖北省智能家电技术的主要创新主体是企业，其次是个人，且个人申请人的创新活跃度较高。

图2-5 湖北省智能家电专利数量前10名申请人

对湖北省智能家电专利申请数量的申请人汇总分析。从上图可以看出，前10名申请人中，第一名为美的集团，专利申请数量达到82件。武汉领普科技、小米科技和海尔集团分别位于2、4和5位，个人申请人胡渐佳位于第3位，拥有50件相关专利。前10申请人中，位于8-10位的是3所高校，分别为武汉理工大学、华中科技大学和中国地质大学。

总体来看，前10名申请人中，企业申请人有6家，高校申请人有3家，个人申请人1位，绝大部分申请人的专利申请数量均较少。表明湖北省主要以企业申请人创新为主，高校和个人创新为辅，并且具有创新优势的企业都是传统家电企业设立在湖北的子公司，如美的的专利均由美的集团武汉制冷设备有限公司申请，海尔的专利主要由武汉海尔电器股份有限公司申请，格力的专利主要由格力电器(武汉)有限公司申请。而湖北本土企业上榜的仅有武汉领普科技和上品一家，表明本土企业在智能家电领域的创新能力和专利布局上较弱，在一定程度上限制了湖北省在智能家电产业的技术创新和市场竞争力。

2.1.3 湖北省智能家电专利有效性

图2-6 湖北省智能家电专利有效性

对湖北省智能家电技术所有专利按专利有效性进行汇总分析。上图可知，湖北省智能家电相关专利中失效专利较多，占比达45%。失效专利可能因未缴年费、专利权人放弃、期限届满等原因而失效。40%的有效专利可能是该领域较为稳定、技术价值较高或具有持续商业价值的专利。目前审查中的专利占15%，这部分专利的质量和稳定性尚未确定，但它们是潜在的有效专利，未来可能对湖北省智能家电技术领域的发展产生积极影响。未来湖北省的相关企业和研究机构应加强专利的申请策略、技术评估和维护管理，确保专利的商业价值和技术价值得到充分发挥。

2.1.4 湖北省智能家电各技术分支专利类别

图2-7 湖北省智能家电各技术分支专利类别

对湖北省智能家电技术各技术分支上的专利类别进行汇总分析。首先，传感器技术分支拥有最多的专利数量，并分别拥有104件实用新型和84件发明专利，表明该技术分支是湖北省智能家电的优势技术之一。此外，专利数量超过100件的技术分支有控制方法、控制器和智能控制系统，发明专利数量也较多，表明这三个技术分支也为湖北省智能家电的优势技术。

在同时具备实用新型和发明专利类型的技术分支上，实用新型专利数量大于发明专利数量的技术分支包括：传感器技术、控制器技术、智能控制面板技术、摄像头技术、条码技术6个技术分支，表明这些技术分支整体创造性高度较底，更倾向于布局较易授权的实用新型专利。

仅具备实用新型的技术分支为电力线载波通信技术，且专利数量仅有1件，表明该技术分支可能为智能家电技术空白点，又或者因为技术成本过高或技术不满足市场需求等因素没有企业关注。

发明专利数量大于实用新型专利数量的技术分支也有多个，如智能控制系统、控制方法、数据处理和分析、图像识别、WIFI、生物识别、语音识别、云技术等，相对而言专利稳定性更强，专利质量较高，表明湖北省在这些技术分支上具有一定技术实力。

所有技术分支中，专利总数非常少的技术分支包括射频无线通信、以太网、光学识别、NFC、电力线载波通信和同轴电缆技术分支，其上只有个位数的专利，同时zwave技术分支上尚无相关专利，表明这些技术分支可能为湖北省智能家电技术领域的技术空白点。

2.1.5 湖北省智能家电已授权发明专利审查时长

图2-8 湖北省智能家电已授权发明专利审查时长

对湖北省智能家电技术所有已授权发明专利的审查时长汇总分析。从上图可以看出，从进入实质审查到专利获得授权的期限中，为期1-6个月的专利占5.21%，为期7-12个月的专利占9.38%，其他专利均超过12个月。实质审查期限在1-6个月内的专利相对而言审查期限非常短，表明申请人对该些专利的授权迫切性更高，该些专利技术在本领域内可能为突破性技术，筛选出相关专利如下表所示。

表2.4湖北省智能家电已授权发明专利审查时间为1-6个月的部分专利清单

2.2 湖北省智能家电产业创新能力

2.2.1 湖北省与各省市专利申请趋势对比分析

图2-9 中国智能家电技术专利申请数量前4省份与湖北省专利申请趋势对比

广东省智能家电技术经历了多个阶段的发展，积累了雄厚的技术实力。2004年之前为萌芽期，每年的专利申请量仅有几件。2005-2011年进入稳定发展期，年专利申请量逐渐增加至超过70件。2012-2018年间进入快速增长期，年专利申请量飞速增长，并于2019年达到峰值的1178件。2020年后可能受到疫情和专利审查政策等因素的影响，专利申请量逐年下降至2023年的630件。总体上，广东省在智能家电领域的研发能力非常强，技术积累非常深厚，这可能得益于广东省的沿海地域优势，以及早期的政策扶持和市场开放，使该省对智能家电有庞大的市场需求，并且有一大批配套企业支持智能家电相关技术的发展。

山东省智能家电技术领域的第一件专利诞生于2000年，起步较晚。2000-2010年间，年专利申请数量均非常少，处于技术萌芽期。2011-2019年，处于波动发展期，总体专利申请数量积累较多，最高达到256件。2020-2021年，专利申请数量未受外部因素影响，反而进入高速发展期，年专利申请数量从200余件增加至最高746件，之后专利申请量开始回落，可能与新申请专利公开时间延后有关。表明山东省智能家电技术起步虽晚，但发展迅速，且在近几年疫情和全球经济低迷的情况下，其专利申请量并未受到特别大影响，表明山东省智能家电产业依靠其产业集群优势、创新能力和政策支持等因素，展现出较强的抗风险能力和恢复能力。

北京市智能家电技术领域在2010年之前为萌芽期，2011-2013年间为稳定发展期，最高年专利申请量达到44件。2014-2016年间为高速发展期，年专利申请量最高达到321件。2017年开始专利申请量有所下降，但整体数量较为平稳，该时期专利申请出现两个小高峰，即2019年和2022年，猜测有可能与2019年减税降费政策和5G商用牌照的发放有关，还与2022年各级政府出台的促进绿色家电消费的政策有关。

江苏省智能家电技术领域在2008年之前，年专利申请数量为个位数，处于萌芽期。2009-2014年间，进入平稳发展期，年申请数量最高达到79件。2015-2020年间，进入波动上升发展期，并于2020年达到297件，这可能受到这几年期间江苏省智能家电市场规模的进一步扩大，以及江苏省政府2019年出台的《江苏省扩大和升级信息消费“三品”行动实施方案》等因素的影响。2021年开始专利数量逐年减少，可能与新申请专利公开日较晚相关。

湖北省智能家电技术领域的第一件专利诞生于2005年，起步较晚。2005-2014年间，专利数量均非常少，处于萌芽期。2015-2018年间，进入平稳发展期，专利数量逐年增长，于2018年达到峰值121件。2019年开始稍有回落，2021年又增长到125件，2021年后专利申请数量则由于全球经济下行、疫情影响、专利公开日延后等因素影响而减少。

整体而言，湖北省智能家电技术起步晚、发展较慢、区域研发能力集中，整体研发实力弱于其他产业聚集的省份。尤其是与广东省和山东省相比，技术研发能力差距较大，还需要投入较多的精力去追赶。

2.2.2 湖北省与主要省市智能家电技术构成及分布区域对比分析

图2-10 广东省智能家电技术构成及分布区域

对广东省智能家电技术领域专利申请量前10城市汇总分析。其中，深圳市在所有技术分支上布局了专利，研发实力最强，技术积累最雄厚。其中，控制方法为最热点的研发技术分支，其次是在传感器和机器学习技术分支上布局有超过300件的专利。深圳市还在数据处理和分析、生物识别、WIFI技术上分别布局有超过200件的专利，在智能面板、摄像头技术、智能网关技术、智能控制系统、控制器、蓝牙、语音识别、深度学习、射频标签技术和云技术分支上均布局有超过100件专利。在其他技术分支上分别布局有几十件专利。

除了深圳市外，排名2-5位的佛山、珠海、广州和东莞市除了个别技术分支，如同轴电缆传输、电力线载波通信传输等技术分支外，在其余技术分支上均布局有专利，且在控制方法、智能控制系统和传感器等热点研究技术上布局的专利数量均较多。佛山和珠海均在控制方法和智能控制系统技术分支上布局最多专利，广州市和东莞市则在控制方法和传感器上布局有最多专利。

排名6-10位的城市中，中山市和惠州市的专利申请总量较多，技术构成也相对较完善，中山市仅在机器学习、深度学习以及通信传输方式等几个技术分支无专利，惠州市则在机器学习、z-wave、NFC和通信传输技术分支上无专利。

综上所述，广东省智能家电技术领域整体呈现出技术全面、热点集中、多样性强、深度研究和地域扩散广的特点。深圳市作为领头羊，其技术发展对整个广东省乃至全国的智能家电技术进步具有重要的引领作用。同时，智能家电技术也扩散至佛山、珠海等城市，其他城市也在不断加强技术研发，推动智能家电技术产业的整体进步。

图2-11 山东省智能家电技术构成及分布区域

对山东省智能家电技术专利申请量前10名城市汇总分析。其中，大部分专利分布在青岛市和济南市。青岛市在控制方法、智能控制系统上布局有大量专利，分别为795件和417件，远远超过深圳市的569件和162件。在数据处理和分析技术分支上有222件专利，传感器和图像识别上分别有169件和181件专利。生物识别和语音识别技术分支上分别有118件和124件专利。其他技术分支上，除了在光纤技术上没有专利，以及在数据通信传输相关技术分支上分布有少量几件专利外，其余技术分支上均有较多专利。

排名第二的济南市除了在同轴电缆技术分支上无专利外，在其他技术分支上均布局有专利，但数量均较少。排名靠后的其他城市在智能家电多个技术分支上布局的专利数量均为个位数，且技术分布不全面。

总体上，山东省智能家电技术的研发实力主要集中在青岛市，其在多个技术分支上均有大量的专利布局，显示出强大的研发能力和技术积累。济南市虽然在技术分支上布局广泛，但专利数量较少，需要进一步加强研发投入。其他城市则需要扩大技术布局，提升研发实力。

图2-12 北京市智能家电技术构成及分布区域

对北京市在智能家电技术专利申请量的前10名区县汇总分析。其研发中心是海淀区，海淀区在控制方法上布局了最多专利，达240件，在生物识别技术分支上布局有101件专利。在传感器、数据处理与分析、机器学习、深度学习、语音识别、智能网关技术分支上均布局有超过60件的专利，表明海淀区在这几个技术分支上的发展较为均衡。在射频标签RFID、控制器、WIFI、蓝牙、云技术、安全认证、数据加密和图像识别技术分支上均布局有30件以上的专利，且该几个技术分支数量相差不多，表明海淀区在该几个技术分支上的发展程度也较为均衡。其余技术分支上专利数量均较少，尤其在光纤通信技术分支上没有相关专利。

朝阳区和西城区的专利数量分别排在2-3位，专利涉及的技术分支较为完善，但每个技术分支上分布的专利数量与海淀区相比差距较大。朝阳区在控制方法和传感器技术分支上的专利数量最多，达到30件以上。西城区在控制方法、生物识别和智能网关技术分支上的专利数量最多，超过20件。北京其他区县的专利分布均较广，但是每个技术分支上的专利数量均较少，表明这些区域在智能家电技术研发上的参与度相对较低。

综上所述，北京市智能家电技术领域以海淀区为研发中心，展现出较强的研发实力和均衡的技术发展，但在不同区域之间存在不平衡性，海淀区的研发实力明显强于其他区域。其他区域虽然在技术分支上有所布局，但与海淀区相比，专利数量和研发实力有较大差距，需要进一步加强研发投入和技术创新。但是，另一方面，这也为海淀区与其他区域在智能家电技术研发上的合作提供机会，实现技术互补。

图2-13 江苏省智能家电技术构成及分布区域

对江苏省智能家电技术所有专利按专利申请量前10名城市汇总分析。其中，研发实力最强的是苏州市，苏州市在传感器技术分支上拥有最多专利，为141件。在智能控制系统、控制方法、控制器、数据处理与分析技术分支上拥有50件以上的专利，这几个技术分支发展较为均衡。此外，在智能控制面板、生物识别、WIFI、摄像头和云技术这5个技术分支上分别拥有40件左右专利，发展较为均衡。在其余技术分支上专利分布均较少，绝大部分技术分支上的专利数小于10件。

南京市在智能家电全部技术分支上均布局有专利，但整体数量少于苏州市。南京市的技术优势也在传感器技术分支上，专利数量达76件。在智能控制系统、控制方法、生物识别、智能网关技术分支上的专利数量较均衡，均为30余件。在控制器、智能面板、数据处理与分析、摄像头、蓝牙和电力线载波通信技术分支上的专利数量均为20余件。在其余技术分支上的专利数量则较少，仅有十几件甚至几件。

无锡市在智能家电技术领域也有一定数量的专利布局，尤其在传感器、控制方法和智能控制系统技术分支上分别有超过20件专利，在多个技术分支上布局的专利数为10件左右。虽然专利数量与一些领先城市相比可能较少，但无锡市在多个技术分支上的均衡布局有助于形成技术互补，促进整体技术生态系统的健康发展，并且无锡市在智能家电技术领域有较大的成长空间和发展潜力。

江苏省其余几个城市中，南通、常州、镇江和徐州4个城市的智能家电技术专利申请数量相差不多，且包括盐城、扬州和宿迁在内，发现这些城市的重点发展技术分支都为传感器，可能表明江苏省各个城市在技术发展上存在一定程度的同质性，但另一方面，这些城市在传感器技术上的集中研发可能有助于形成产业集群，吸引更多的相关企业和研究机构，进一步推动智能家电技术的创新和产业发展。

图2-14 湖北省智能家电技术构成及分布区域-基于标引

对湖北省智能家电技术所有专利按申请量前10名城市汇总分析。其中，武汉市技术分布最广，布局专利数量最多，其他城市仅在个别技术分支上有零星几件专利，因此湖北省智能家电技术水平与武汉市保持一致。

武汉在传感器技术分支上布局有最多数量的专利，为161件，在控制方法上有146件专利，该2个技术分支同时也是图1-11中全球智能家电技术主要技术分支构成和图1-24中的中国智能家电技术分支占比中排名前5的热点研究技术，属于武汉市的优势技术。武汉市在控制器和智能控制系统上分别拥有115和104件专利，相比全球智能家电技术主要技术分支构成中，武汉市这两个技术分支排名更靠前，结合武汉市对智能控制系统的高关注度和技术积累，智能控制系统也属于武汉市优势技术。在全球和中国其他热点研究技术方面，武汉市在数据处理和分析、生物识别技术、WIFI技术和语音识别技术分支上分别布局有72件、49件、33件和25件专利，数量不多，相对全球和中国研究热点处于劣势。武汉市在其余技术分支上布局专利数量较少，尤其是z-wave、总线、电力线载波通信、光纤、同轴电缆、光学识别、NFC等技术分支上专利为个位数，基本处于技术空白状态，可能是技术研发存在某些障碍、技术已成熟无需深入研发或技术已过时无研发前景。

宜昌、孝感、荆州、黄石和襄阳几个城市均在10个及以上技术分支上有专利布局，表明该几个城市对智能家电相关技术开始关注，但是每个技术分支上的专利数均不多，表明这些城市对智能家电技术的关注度可能较低，投入的研发精力较少。

湖北省其余城市则在个别技术分支上有零星几件专利，表明智能家电技术在这些城市并不是热点研发技术，或者这些城市不具备发展智能家电技术的基础条件。

2.2.3 湖北省与主要省份智能家电专利授权率分析

图2-15 湖北省与主要省份智能家电专利授权率

上图可以看出，针对所有结案案件，各省份智能家电技术专利授权率最高的省份是山东省，为57.93%，其次是北京市，为51.79%，广东省排在第三，为44.82%。湖北省和江苏省分别排在第四和第五，专利授权率分别为39.50%和29.21%。撤回率方面，江苏和湖北两个省份的专利撤回率均较高，江苏省为40.65%，湖北省为30.37%，山东省专利撤回率最低，仅8.98%，广东和北京的专利撤回率均超过10%，分别为13.27%和11.16%。驳回率方面，广东省驳回率最高，为41.67%，北京、山东和湖北相差不多，分别为36.53%、33.09%和29.88%，江苏省最低为29.77%。总体来看，山东省在智能家电技术专利授权率方面表现最佳，表明山东地区的研发能力、知识产权保护意识、专利申请质量等均较高。江苏省和湖北省的专利撤回率较高，这可能表明该两个省份的专利申请可能存在一些问题，如专利撰写质量不高、专利策略不当或市场需求评估不准确，并且撤回率高表明该两个省份的相关技术水平不高，容易与在先专利冲突、或可能在专利申请过程中遇到更多的外部挑战等。

2.2.4 湖北省与主要省份智能家电专利价值度分析

图2-16 湖北省与主要省市智能家电技术专利价值度分布

对湖北省以及广东省、山东省、北京市和江苏省5个省市的专利价值度进行汇总分析。

广东省、山东省和北京市各自专利中，均有超过23%的专利价值度为9，价值度在5-8之间的专利均超过10%，表明该3个省市的专利价值度普遍较高。尤其是北京市，专利价值度为9-10的专利占比均高于其他省份，因此北京市整体的专利技术价值相对而言最高。

江苏省占比最多的专利价值度为4，为18.62%。在价值度2和5上的专利占比均超过12%，而在高专利价值度上专利均较少，尤其在价值度6和8上的占比均不超过10%，因此，江苏省整体专利价值度较低。

湖北省专利占比最多的价值度为9，占比超过17%。其次是价值度7，专利占比达16.51%。除了专利价值度6的专利接近10%外，专利价值度为5、7-8的专利占比均出超过10%，整体专利价值度较高。

通过对上述5省在多个维度的分析，从以下几个方面进行总结：

广东省专利总数远高于其他省份，且专利授权率较高。各城市几乎在全部技术分支上均有专利布局，具有非常强的研发实力。广东省优势地区较多，最优势的地区为深圳市，在控制方法、传感器和机器学习等技术分支上的专利数量均超过300件，远超其他城市。专利价值度方面，广东省专利价值度位于5-10的高价值专利占比最多，总占比接近80%，低质量专利占比较少，整体专利价值度较高。

山东省整体专利授权率最高，撤回率最低，专利技术水平可能最高。地区方面则以青岛市和济南市为代表，该两个地区尤其在控制方法和智能控制系统上拥有大量专利，显示出较强的研发实力。山东省专利价值度为1-4的低质量专利占比较少，价值度高于5的专利占比超过80%，整体专利质量较高。

北京市专利数量较多，专利授权率较高，超过50%，且撤回率较低，驳回率也较低，专利技术水平较高。地区方面，以海淀区作为研发中心，尤其在控制方法和生物识别技术分支上拥有较多专利，整体来看技术发展较为均衡。专利价值度方面，专利价值度为9的高质量专利占比为5个省市中最高，价值度位于5-10的专利总占比接近87%，整体专利质量在上述5个省市中最高。

江苏省专利数量与北京市相差不多，在2000件左右，但是江苏省专利授权率最低、撤回率最高，专利质量较差。城市方面，苏州市在传感器技术分支上专利数量最多，显示出该地区在传感器技术上有一定的研发实力。但是江苏省整体专利质量不高，尤其是专利价值度为1-4的专利占比超过51%。

湖北省智能家电技术起步较晚、发展较慢、整体研发实力相对较弱。尤其是与广东省、山东省和北京市相比，专利总量少、技术空白区域较多、专利布局区域相对集中，且专利撤回率较高，技术研发能力与产业优势省份存在一定的差距。但是湖北省高价值专利占比较多，专利价值度为5-10的专利占比超过70%，低价值度专利中15.31%的专利的价值度为4。整体来看，尽管湖北省专利技术积累相较于其他4省市较少，但高价值专利占比与北京、广东和山东差距较小，且远超江苏省。

综上，湖北省在智能家电产业技术创新能力上与广东、山东、北京等产业优势明显地区相比存在一定差距，需要在技术研发、产业布局和区域合作等方面进行加强和改进。通过借鉴其他地区的成功经验，湖北省有望提升自身的智能家电技术发展水平。

2.3湖北省智能家电产业创新资源能力

2.3.1 湖北省智能家电产业链相关企业

表2.5 湖北省智能家电产业链关键零部件及整机制造企业汇总