摘要:針對(duì)MEMS傳感器技術(shù)在國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)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(kāi)的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)MEMS傳感器技術(shù)專利的申請(qǐng)數(shù)量統(tǒng)計(jì),分析中國(guó)MEMS傳感器技術(shù)專利的申請(qǐng)趨勢(shì)、MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)出分布和MEMS傳感器技術(shù)國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人,揭示中國(guó)MEMS傳感器技術(shù)發(fā)展存在的問(wèn)題,并提出針對(duì)性的建議。
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(jī)構(gòu)、微傳感器、微執(zhí)行器以及信號(hào)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(lái)的新型傳感器,可以將物理化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)信號(hào),實(shí)現(xiàn)從信號(hào)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(dòng)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(shí)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(fèi)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(yùn)動(dòng)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(guò)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(guò)對(duì)專利文獻(xiàn)的著錄事項(xiàng)及技術(shù)內(nèi)容的統(tǒng)計(jì)和分析實(shí)現(xiàn)。統(tǒng)計(jì)工作主要通過(guò)專利數(shù)據(jù)庫(kù)提供的統(tǒng)計(jì)功能和相關(guān)專利分析軟件完成,經(jīng)過(guò)人工甄別和修正,統(tǒng)計(jì)結(jié)果以圖表等可視化形式直觀展示。通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)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(shì)。
針對(duì)傳感器技術(shù)在國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)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(kāi)的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)。對(duì)我國(guó)傳感器技術(shù)專利申請(qǐng)趨勢(shì)、技術(shù)產(chǎn)出區(qū)域分布和主要申請(qǐng)人進(jìn)行分析。
1中國(guó)傳感器專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析
中國(guó)傳感器專利歷年申請(qǐng)量如圖1所示。由圖1可知,中國(guó)開(kāi)始進(jìn)行MEMS傳感器研究的時(shí)間并不晚,1991年已有1件相關(guān)申請(qǐng)。從歷年趨勢(shì)來(lái)看,中國(guó)的專利申請(qǐng)集中在1999年以后,在經(jīng)歷了2005 ~ 2007年的平穩(wěn)期后,申請(qǐng)量繼續(xù)增長(zhǎng),并在2016年達(dá)到了頂峰,2017年和2018年專利申請(qǐng)的下降則是由于專利公開(kāi)的滯后性所導(dǎo)致。
圖1 中國(guó)MEMS傳感器技術(shù)歷年專利申請(qǐng)量趨勢(shì)
2中國(guó)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(guó)、日本、中國(guó)、德國(guó)和韓國(guó)的專利申請(qǐng)占到MEMS 技術(shù)申請(qǐng)總數(shù)的71%,說(shuō)明這五個(gè)國(guó)家是該領(lǐng)域的主要技術(shù)力量。其中,美國(guó)的申請(qǐng)量最多,中國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)與美國(guó)相比,具有一定的差距。
江蘇、北京、上海、廣東是我國(guó)MEMS傳感器技術(shù)的主要產(chǎn)出區(qū)域,其中江蘇的申請(qǐng)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(wú)錫近年來(lái)大力發(fā)展MEMS技術(shù)產(chǎn)業(yè),引進(jìn)上百家MEMS企業(yè),長(zhǎng)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(lái),廣東在MEMS領(lǐng)域發(fā)展迅速,專利申請(qǐng)量較多。從全國(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(qǐng)人分析
3.1在華申請(qǐng)人排名
由圖3可知,MEMS傳感器技術(shù)專利按照申請(qǐng)量分布大致分為三個(gè)梯隊(duì)。三星電子株式會(huì)社處于申請(qǐng)量的第一梯隊(duì),申請(qǐng)量在500件以上。第二梯隊(duì)的專利申請(qǐng)量在400件以上,包括精工愛(ài)普生株式會(huì)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(duì)的專利申請(qǐng)量在300件以下,包括上海交通大學(xué)、高通MEMS科技公司、中國(guó)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(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量排名前十的專利申請(qǐng)人中國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人和國(guó)外申請(qǐng)人各占一半。這表明國(guó)外高科技企業(yè)比較重視中國(guó)市場(chǎng),在中國(guó)布局大量的專利。而國(guó)內(nèi)申請(qǐng)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(duì)國(guó)外還有一定差距。
圖3 MEMS傳感器技術(shù)在華主要申請(qǐng)人
3.2國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人排名
在MEMS傳感器技術(shù)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)主要申請(qǐng)人前10名中,包括2家企業(yè)、7所高校和1家研究機(jī)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(guó)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(duì)策建議
由MEMS傳感器技術(shù)歷年專利申請(qǐng)量趨勢(shì)可知,中國(guó)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(qǐng)趨勢(shì)基本一致。但是中國(guó)的MEMS傳感器技術(shù)的發(fā)展仍存在以下問(wèn)題。
圖4 MEMS傳感器技術(shù)國(guó)內(nèi)主要申請(qǐng)人
4.1專利申請(qǐng)量大但不強(qiáng),核心技術(shù)受制于人
中國(guó)MEMS傳感器技術(shù)專利申請(qǐng)量排名世界第三,占世界MEMS傳感器技術(shù)專利申請(qǐng)量的13%。但國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量排名前十的申請(qǐng)人中有一半國(guó)外申請(qǐng)人且排名均較高,MEMS傳感器核心技術(shù)掌握在國(guó)外大型跨國(guó)企業(yè)手中。
4.2技術(shù)與市場(chǎng)對(duì)接不暢,產(chǎn)業(yè)化不足
在MEMS傳感器技術(shù)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)排名前10的專利申請(qǐng)人以高校和科研院所為主,僅有兩家企業(yè)。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jí),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(méi)有明顯的產(chǎn)業(yè)集聚
江蘇、北京、上海和廣東是我國(guó)MEMS傳感器技術(shù)的主要產(chǎn)出區(qū)域,在國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量相差不大,產(chǎn)業(yè)布局上分散,沒(méi)有明顯的產(chǎn)業(yè)集聚。
針對(duì)MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)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(duì)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(xiàng)資金,重點(diǎn)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(diǎn)開(kāi)發(fā)前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性及關(guān)鍵共性等促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的MEMS傳感器技術(shù)。
(2)鼓勵(lì)企業(yè)與高校和科研機(jī)構(gòu)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,促進(jìn)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(qiáng)化技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用機(jī)制,將MEMS傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)化作為最終目的,重點(diǎn)推動(dòng)MEMS傳感器關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新。鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)外公司與高校和科研院所聯(lián)合設(shè)立研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu),共同研究開(kāi)發(fā)制約MEMS傳感器技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
(3)加強(qiáng)傳感器產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)動(dòng),布局重點(diǎn)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(jìn)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(dòng)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(yǔ)
本文檢索結(jié)合了關(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(kāi)的專利申請(qǐng)數(shù)據(jù)。對(duì)我國(guó)傳感器技術(shù)專利申請(qǐng)趨勢(shì)、技術(shù)產(chǎn)出區(qū)域分布和主要申請(qǐng)人進(jìn)行分析,揭示中國(guó)MEMS傳感器技術(shù)發(fā)展存在的問(wèn)題,并提出針對(duì)性的建議。
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原文標(biāo)題:中國(guó)傳感器技術(shù)專利統(tǒng)計(jì)分析
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