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本文內(nèi)容轉(zhuǎn)載自《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》2020年6期，版權(quán)歸《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》編輯部所有。 徐晶，李雙，張弦，張薇，莊寶森，董接蓮 無錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心有限公司，無錫市新吳區(qū)標(biāo)準(zhǔn)化研究中心，無錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新促進中心 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。 關(guān)鍵詞：專利統(tǒng)計；專利分析；傳感器；物聯(lián)網(wǎng)；專利申請趨勢；微機電系統(tǒng) 0 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電系統(tǒng)。它是采用微電子和微機械加工技術(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、重要研究機構(gòu)及專利壁壘等情況。信息的獲取通過對專利文獻的著錄事項及技術(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構(gòu)為主，產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化相對國外還有一定差距。 圖3 MEMS傳感器技術(shù)在華主要申請人 3.2 國內(nèi)申請人排名 在MEMS傳感器技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)主要申請人前10名中，包括2家企業(yè)、7所高校和1家研究機構(gòu)，如圖4所示。排名第一的歌爾股份有限公司和第十的瑞聲聲學(xué)科技（深圳）有限公司主要的專利技術(shù)集中在MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域，目前是中國MEMS領(lǐng)域發(fā)展較好的企業(yè)。排在第2到第9位除上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所外，其他都是高校。 4 研究結(jié)論與對策建議 由MEMS傳感器技術(shù)歷年專利申請量趨勢可知，中國的MEMS傳感器技術(shù)起步早、發(fā)展快，與世界MEMS傳感器技術(shù)專利申請趨勢基本一致。但是中國的MEMS傳感器技術(shù)的發(fā)展仍存在以下問題。 圖4 MEMS傳感器技術(shù)國內(nèi)主要申請人 4.1 專利申請量大但不強，核心技術(shù)受制于人 中國MEMS傳感器技術(shù)專利申請量排名世界第三，占世界MEMS傳感器技術(shù)專利申請量的13%。但國內(nèi)專利申請量排名前十的申請人中有一半國外申請人且排名均較高，MEMS傳感器核心技術(shù)掌握在國外大型跨國企業(yè)手中。 4.2 技術(shù)與市場對接不暢，產(chǎn)業(yè)化不足 在MEMS傳感器技術(shù)領(lǐng)域，國內(nèi)排名前10的專利申請人以高校和科研院所為主，僅有兩家企業(yè)。市場競爭集中度不高，尚未形成主導(dǎo)企業(yè)。缺少龍頭企業(yè)有效整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，緊密銜接產(chǎn)業(yè)鏈中各層級，發(fā)揮各環(huán)節(jié)的協(xié)同效應(yīng)。 4.3 產(chǎn)業(yè)布局分散，沒有明顯的產(chǎn)業(yè)集聚 江蘇、北京、上海和廣東是我國MEMS傳感器技術(shù)的主要產(chǎn)出區(qū)域，在國內(nèi)專利申請量相差不大，產(chǎn)業(yè)布局上分散，沒有明顯的產(chǎn)業(yè)集聚。 針對MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)存在的問題提出建議： （1）加大政策扶持力度，加快物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)突破 加大對MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)研發(fā)核心技術(shù)的資金、人才和設(shè)備的集中投入，提供專項資金，重點支持處于MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵技術(shù)，重點開發(fā)前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性及關(guān)鍵共性等促進產(chǎn)業(yè)化的MEMS傳感器技術(shù)。 （2）鼓勵企業(yè)與高校和科研機構(gòu)加強產(chǎn)學(xué)研合作，促進MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)化 建立MEMS傳感器技術(shù)相關(guān)科研院所和企業(yè)在研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的分工體系，強化技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用機制，將MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)化作為最終目的，重點推動MEMS傳感器關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新。鼓勵國內(nèi)外公司與高校和科研院所聯(lián)合設(shè)立研究開發(fā)機構(gòu)，共同研究開發(fā)制約MEMS傳感器技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。 （3）加強傳感器產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動，布局重點應(yīng)用示范 合理布局MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，加大龍頭企業(yè)培育力度。以產(chǎn)業(yè)鏈招商促進MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群，以MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群帶動招商工作，形成良性循環(huán)，打造良好的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。 5 結(jié)語 本文檢索結(jié)合了關(guān)鍵詞檢索、IPC 檢索、邏輯表達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)。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行分析，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。 推薦培訓(xùn)： 8月14日至16日，由麥姆斯咨詢主辦的『第24期“見微知著”培訓(xùn)課程：MEMS技術(shù)進階』在無錫開課，主要內(nèi)容包括：（1）從MEMS發(fā)展到NEMS的啟示；（2）慣性MEMS，如組合式慣性傳感器、高精尖慣性傳感器；（3）光學(xué)MEMS，如MEMS可調(diào)諧激光器、氣體傳感器；（4）紅外探測器，如應(yīng)用于紅外測溫的微測輻射熱計；（5）生物MEMS，如應(yīng)用于新冠病毒檢測的微流控器件；（6）MEMS制造工藝及封裝技術(shù)；（7）MEMS可靠性分析，如加速度計、陀螺儀、微鏡。 聯(lián)系人：彭琳 E-mail：PengLin@MEMSConsulting.com |
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