在德國，物聯網、大資料、5G和人工智慧領域的專利註冊量近幾年增長顯著。但是與其他國家相比仍處於落後狀態。最近，一項有關全球專利數量的研究表明了這一點。
智慧聯網產品領域的全球創新發展速度大大加快，這是最近出爐的“專利與第四次工業革命”研究報告的結果。
2010年至2018年期間，物聯網、大資料、5G以及人工智慧領域的專利申請量以每年20%的速度在全球範圍內遞增。研究表明，第四次工業革命所涵蓋的技術領域的增長速度是所有其他技術領域平均水平的5倍之多。
該報告首次以國際專利族（international patent families，IPF）的形式概述了2010年至2018年間工業4.0技術創新的主要趨勢。每個專利族都代表了一項高價值的發明，幷包含了已在全球兩個或多個專利機構提交的專利申請。由於專利申請是在產品投放市場之前的幾個月甚至幾年內提交的，因此其通常被視為未來技術趨勢的早期指標。
10％的專利與工業4.0技術相關僅在2018年，全球各地的企業和機構在工業4.0技術領域便提交了近4萬個新的IPF，佔全球專利總數的10%以上。同年，來自德國的IPF超過2,000個，佔全球專利總量的5％以上。
這使德國成為該領域歐洲的領導者，幾乎貢獻了近三分之一的歐洲新發明。然而在全球範圍內德國僅排名第五，位於美國、日本、韓國和中國之後。德國的IPF以每年14.9％的速度增長，遠遠落後於美國（18.5％），韓國（25.2％）和中國（39.3%）的年增長率。
德國在安全、定位和資料管理這三個技術領域具備高度專業化的能力，這些技術通常與聯網物件結合使用，廣泛應用於汽車、製造業和農業領域。
但是，根據這項研究，德國在工業4.0核心技術，例如IT硬體，軟體和連通性以及人工智慧方面處於明顯劣勢地位。
三星位列榜首，西門子排名第18位全球範圍內，在2010年至2018年期間，韓國公司三星和LG是專利申請數量最多的兩家企業。
排名最靠前的德國公司西門子位列第18位。從專利型別可以看出，西門子更注重資料管理方面的研發，尤其是在規劃和控制，以及分析和診斷、連通性等方面。該公司在製造、醫療衛生、基礎設施和智慧汽車的應用領域中表現出高度專業化。
在所有的研究機構中，弗勞恩霍夫應用協會排在韓國研究機構ETRI之後，位居第二。
區域創新叢集扮演重要角色研究還表明，創新能力主要集中在某些區域的創新叢集內。世界上最大的20個創新叢集是各自國家的創新領導者。工業4.0專利中有一半以上（56.3％）來自這些叢集。在德國主要涉及三個叢集，慕尼黑（第17名）、斯圖加特（排名20）、紐倫堡（第31名）。
慕尼黑創新叢集的年增長率為16.1％。該地區的企業研究的工業4.0主題包括定位，資料安全以及3D系統和車輛。西門子，寶馬和大眾集團（其子公司奧迪位於英戈爾施塔特）為該叢集貢獻了40％的IPF。