中國傳感器技術(shù)專利統(tǒng)計分析

徐晶 李雙 張弦 張薇 莊寶森 董接蓮

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)

中圖分類號：TP212文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）06-00-02

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[1]，可以將物理化學信號轉(zhuǎn)換為電學信號，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、傳感器、自動控制等多學科交叉的產(chǎn)物[2]。

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)主導地位[3]。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[4]。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[5-8]。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)[9]。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[10]。

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致。

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。

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。第三梯隊的專利申請量在300件以下，包括上海交通大學、高通MEMS科技公司、中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所和清華大學。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。

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科技（深圳）有限公司主要的專利技術(shù)集中在MEMS麥克風領(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。

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)。