摘要:針對MEMS傳感器技術(shù)在國內(nèi)的專利申請狀況,文中結(jié)合關(guān)鍵詞檢索、IPC 檢索、邏輯表達(dá)式檢索等多種檢索方式,檢索了2018年12月31日前公開的專利申請數(shù)據(jù)。通過對MEMS傳感器技術(shù)專利的申請數(shù)量統(tǒng)計,分析中國MEMS傳感器技術(shù)專利的申請趨勢、MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)出分布和MEMS傳感器技術(shù)國內(nèi)專利申請人,揭示中國MEMS傳感器技術(shù)發(fā)展存在的問題,并提出針對性的建議。
引言
MEMS傳感器結(jié)合了MEMS技術(shù)與傳感技術(shù),是集微型機(jī)構(gòu)、微傳感器、微執(zhí)行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信與電源于一體的微機(jī)電系統(tǒng)。它是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器,可以將物理化學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號,實現(xiàn)從信號取樣、處理到執(zhí)行的整體集成,是微電子、材料、機(jī)械、化學(xué)、傳感器、自動控制等多學(xué)科交叉的產(chǎn)物。
MEMS傳感器以其體積小、重量輕、成本低、功耗低、靈敏度高、可批量化生產(chǎn)、易于集成和實現(xiàn)智能化等優(yōu)異的性能,逐步取代傳統(tǒng)機(jī)械傳感器而占據(jù)主導(dǎo)地位。目前,MEMS傳感器在消費電子、汽車電子、航空航天、工業(yè)控制、醫(yī)療健康等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,產(chǎn)品包括各種運動傳感器和執(zhí)行器、氣敏/濕敏/光敏傳感器、紅外成像傳感器等。物聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展升溫,MEMS傳感器的重要性也與日俱增,需求也跟著水漲船高。
通過專利信息分析了解傳感器技術(shù)領(lǐng)域的研究發(fā)展、重要研究機(jī)構(gòu)及專利壁壘等情況。信息的獲取通過對專利文獻(xiàn)的著錄事項及技術(shù)內(nèi)容的統(tǒng)計和分析實現(xiàn)。統(tǒng)計工作主要通過專利數(shù)據(jù)庫提供的統(tǒng)計功能和相關(guān)專利分析軟件完成,經(jīng)過人工甄別和修正,統(tǒng)計結(jié)果以圖表等可視化形式直觀展示。通過對統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行解讀和分析,便能呈現(xiàn)該技術(shù)領(lǐng)域或方向的整體專利態(tài)勢。
針對傳感器技術(shù)在國內(nèi)的專利申請狀況,本文檢索結(jié)合關(guān)鍵詞檢索、IPC檢索、邏輯表達(dá)式檢索等方式,檢索了2018年12月31日前公開的專利申請數(shù)據(jù)。對我國傳感器技術(shù)專利申請趨勢、技術(shù)產(chǎn)出區(qū)域分布和主要申請人進(jìn)行分析。
1、中國傳感器專利申請趨勢分析
中國傳感器專利歷年申請量如圖1所示。由圖1可知,中國開始進(jìn)行MEMS傳感器研究的時間并不晚,1991年已有1件相關(guān)申請。從歷年趨勢來看,中國的專利申請集中在1999年以后,在經(jīng)歷了2005 ~ 2007年的平穩(wěn)期后,申請量繼續(xù)增長,并在2016年達(dá)到了頂峰,2017年和2018年專利申請的下降則是由于專利公開的滯后性所導(dǎo)致。
圖1 中國MEMS傳感器技術(shù)歷年專利申請量趨勢
2、中國傳感器技術(shù)產(chǎn)出區(qū)域分析
由圖2可知,原創(chuàng)于美國、日本、中國、德國和韓國的專利申請占到MEMS 技術(shù)申請總數(shù)的71%,說明這五個國家是該領(lǐng)域的主要技術(shù)力量。其中,美國的申請量最多,中國、日本、德國、韓國與美國相比,具有一定的差距。
江蘇、北京、上海、廣東是我國MEMS傳感器技術(shù)的主要產(chǎn)出區(qū)域,其中江蘇的申請量最大,這與江蘇傳感器技術(shù)企業(yè)和高校較多有關(guān)。南京集聚了眾多高等院校,蘇州和無錫近年來大力發(fā)展MEMS技術(shù)產(chǎn)業(yè),引進(jìn)上百家MEMS企業(yè),長三角地區(qū)已成為MEMS技術(shù)產(chǎn)業(yè)較為集聚的區(qū)域。北京和上海的高等院校和研發(fā)機(jī)構(gòu)較集中,專利產(chǎn)出量較大。近年來,廣東在MEMS領(lǐng)域發(fā)展迅速,專利申請量較多。從全國整體水平看,江蘇省在MEMS傳感器領(lǐng)域的企業(yè)比較集中,發(fā)展初具規(guī)模,是具有競爭力的地區(qū)之一。
圖2 MEMS傳感器技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)出格局
3、傳感器技術(shù)主要申請人分析
3.1 在華申請人排名
由圖3可知,MEMS傳感器技術(shù)專利按照申請量分布大致分為三個梯隊。三星電子株式會社處于申請量的第一梯隊,申請量在500件以上。第二梯隊的專利申請量在400件以上,包括精工愛普生株式會社、索尼公司、歌爾股份有限公司、羅伯特·博世有限公司和東南大學(xué)。第三梯隊的專利申請量在300件以下,包括上海交通大學(xué)、高通MEMS科技公司、中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所和清華大學(xué)。在MEMS領(lǐng)域,國內(nèi)專利申請量排名前十的專利申請人中國內(nèi)申請人和國外申請人各占一半。這表明國外高科技企業(yè)比較重視中國市場,在中國布局大量的專利。而國內(nèi)申請人主要以高校和科研機(jī)構(gòu)為主,產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化相對國外還有一定差距。