應用

技術

物聯(lián)網(wǎng)世界 >> 物聯(lián)網(wǎng)新聞 >> 物聯(lián)網(wǎng)熱點新聞
企業(yè)注冊個人注冊登錄

硅基MEMS制造技術美國成熟中國活躍

2010-11-15 14:12 電子工程專輯
關鍵詞:硅基MEMS專利

導讀:本文以中美兩國在硅基MEMS制造技術領域中的專利態(tài)勢作為分析對象,專利數(shù)據(jù)分別源自美國專利商標局和國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)站的公開信息。數(shù)據(jù)截止日期為2010年10月25日。



      MEMS(微電子機械系統(tǒng))技術是一種使產(chǎn)品集成化、微型化、智能化的微型機電系統(tǒng)。在半導體集成電路技術之上發(fā)展起來的硅基MEMS制造技術目前使用十分廣泛。

  本文以中美兩國在硅基MEMS制造技術領域中的專利態(tài)勢作為分析對象,專利數(shù)據(jù)分別源自美國專利商標局和國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)站的公開信息。數(shù)據(jù)截止日期為2010年10月25日。主要包括采集年限內(nèi)已獲授權的美國專利、已公開的美國專利申請以及已公開或已授權的中國專利申請,對于已被受理但尚未被公開的專利申請不在本文統(tǒng)計之列。

      國外技術發(fā)展日趨成熟

  上世紀80年代,在美國政府的高度重視下MEMS技術研發(fā)開始起步。1992年“美國國家關鍵技術計劃”把“微米級和納米級制造”列為“在經(jīng)濟繁榮和國防安全兩方面都至關重要的技術”。此后美國國家自然基金會(NSF)、美國國防部先進研究計劃署(DARPA)等機構(gòu)先后對該項目給予了支持。

      以MEMS術語以及其他半導體制造領域關鍵詞進行檢索,結(jié)果如圖1。硅基MEMS制造技術在美國的專利總數(shù)呈逐年增長態(tài)勢(美國專利商標局專利申請數(shù)據(jù)庫只提供2001年至今的數(shù)據(jù))。就專利申請數(shù)量來看,從2002年開始大幅度增加,從2008年至今發(fā)展平穩(wěn),表明該技術趨向成熟,相應專利授權數(shù)量穩(wěn)定在550件以上。

  由圖2可知,擁有美國專利申請與授權專利的國家(地區(qū))是美國、日本、韓國和中國臺灣等,美國權利人/申請人擁有的授權專利數(shù)量遠超其他國家,具有絕對優(yōu)勢。

  在美國專利權利人/申請人排名前10位中有7家美國企業(yè),這也充分表明美國在硅基MEMS制造技術領域占據(jù)一定優(yōu)勢。其中,Honeywell擁有的美國專利最多,且該公司的申請趨勢還在持續(xù)上揚。在授權專利方面緊隨其后的是英特爾公司,韓國三星公司,日本索尼公司、富士通公司分列第三、第九、第十位。而在已公開專利申請方面排名第二、三位的是三星公司與高通公司。

  總體上,各個發(fā)達國家都非常重視硅基MEMS制造技術的研發(fā)。美國在硅基MEMS制造領域創(chuàng)新全球領先,近十年來成立了不少的MEMS創(chuàng)新公司,成為美國MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐力量;歐洲MEMS產(chǎn)業(yè)經(jīng)過相當長一段時間的累積,形成了一定數(shù)量的專利技術和成果,同時將目標市場鎖定為汽車電子領域;日本公司在MEMS相關領域也有著不錯的科技與技術積累,并且在MEMS基礎研發(fā)上投入相當多的資源,頗具實力。

      我國起步不晚發(fā)展較緩

  我國MEMS的研究始于20世紀90年代初,起步并不晚。在“八五”、“九五”期間一直得到了科技部、教育部、中國科學院、國家自然科學基金委和原國防科工委的支持。

  但是總體上國內(nèi)MEMS制造技術與國外存在著較大差距,原因在于MEMS技術與IC技術相比在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、功能和信號接口等方面存在諸多差別,往往需要更小的尺寸和較高的精度。

    通過國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)站檢索的公開專利信息見圖3。硅基MEMS制造技術在國內(nèi)的專利公開數(shù)量經(jīng)歷了兩次高峰,分別在2005年與2008年,其同比增長都接近50%。前者的公開數(shù)量高峰是由于2003年專利申請數(shù)量大幅度增加,具體原因可能是由于2002年國家863計劃“微機電系統(tǒng)重大專項”的適時啟動所致。而2008年的高峰則是由于2006年出現(xiàn)了專利申請數(shù)量的低谷所致。

  由圖4可見,中國權利人/申請人大多選擇在國內(nèi)進行專利布局,而發(fā)達國家的布局和相對的比例與在美國的專利布局形式?jīng)]有太大區(qū)別。需要特別說明的是,日本權利人/申請人的專利含金量最高,不僅已公開的專利申請全部為發(fā)明專利,且發(fā)明專利獲得授權的比例在所有國家中最高。

  在華擁有最多MEMS技術相關專利的權利人/申請人主要為國內(nèi)科研機構(gòu)與大專院校。排名前三的分別為上海交大、清華大學與北京大學。與前述國別分布相對應的是,只有IBM與三星兩家國外企業(yè)進入前十。

  從國內(nèi)省市中領先的專利權人來看,我國在多種微型傳感器、微型執(zhí)行器和若干微系統(tǒng)樣機等方面已有一定的基礎和技術儲備,初步形成了幾個MEMS研究力量比較集中的地區(qū)。以上海北京兩大研發(fā)基地為領頭,上海交大、上海微系統(tǒng)所以及北大清華成為各自的科研代表。

      外企在中國專利布局未形成

  通過硅基MEMS制造技術領域中美兩國專利情況比對分析,可以得出以下結(jié)論:

  一、美國專利數(shù)量遠多于中國專利,國外技術研發(fā)水平大幅領先。經(jīng)過對比可知,硅基MEMS制造技術領域美國專利數(shù)量遠多于中國。其中,美國授權專利數(shù)量達4411件,公開專利申請總量達6648件。而該領域已公開中國專利申請總量為1799件,其中發(fā)明專利為1659件,實用新型為140件。已獲得授權的發(fā)明專利數(shù)量為704件。

  通過專利量年度分布可看出,近年美國授權專利以及專利申請量趨于平穩(wěn),表明該領域已從創(chuàng)新活躍階段逐步變?yōu)槌墒彀l(fā)展階段。中國專利量持續(xù)上揚,說明國內(nèi)在該領域的研發(fā)逐步活躍,但趕上國外先進水平尚需時日。

  二、專利集中度較高,國外產(chǎn)業(yè)化程度明顯高于國內(nèi)。該領域美國專利主要集中在美國、日本和韓國的大公司,而國內(nèi)尚無公司占據(jù)一席之地。在美國的專利權人/申請人排名前幾位的皆為商業(yè)化運作較為成功的公司,如Honeywell、英特爾、三星等,而國內(nèi)專利權人/申請人排名前幾位的基本都為高校和科研院所,排名靠前的企業(yè)都是國外企業(yè)。相較于國內(nèi)重研究輕產(chǎn)業(yè)化的運作模式,國外更重視技術研發(fā)后的產(chǎn)業(yè)化推廣和應用。因此,國內(nèi)企業(yè)應當重點關注專利技術成果的商業(yè)轉(zhuǎn)化,避免被國外企業(yè)搶占技術制高點,繼而受制于人。

  三、國外企業(yè)在中國的專利布局尚未形成,中國企業(yè)應積極部署有針對性的專利。通過分析,國外企業(yè)在國內(nèi)申請專利數(shù)量較少,排名靠前的僅有美國IBM公司和韓國三星公司,整體專利布局尚未形成。而國內(nèi)企業(yè)在專利總量上遠超國外企業(yè),國內(nèi)企業(yè)應趁此機遇加快研發(fā)進度,申請更多有針對性的專利,并在海外積極申請重要專利,逐步打破該領域的國外技術壁壘。