MEMS物位傳感器專利分析

向薇 余雯雯 崔英穎 陳麗靜

摘要：MEMS傳感器和智能傳感器可以被稱為新時代傳感器的典型代表，在智能化以及集成化方面體現出獨特的優勢。本文利用CNABS和DWPI專利數據庫，對1989-2020年期間MEMS物位傳感器專利布局情況進行了研究，分析了專利申請趨勢、申請人分布及技術領域分布等情況，有利于從業人員了解MEMS物位傳感器的發展概況，分析未來發展方向，并為MEMS傳感器的選用提供借鑒和依據。

關鍵詞：MEMS 物位 專利

引言

MEMS是融合微電子和微機械加工技術，將微型傳感器和微型執行器以及信息處理單元等集成于一體并實現特定功能的微型智能系統[1]。MEMS傳感器以其優異的性能，如體積小、重量輕、成本低、功耗低、靈敏度高、可批量化生產、易于集成和實現智能化等特點，逐步取代傳統機械傳感器而占據主導地位[2]。隨著近年來MEMS技術的普及，使得MEMS物位傳感技術得到了應用與發展。

專利是人類科學技術成果的重要體現，通過對專利數據的分析，可以明確技術發展現狀和發展脈絡及其企業關注的研發重點和技術發展情況，為創新主體進行更好的專利布局指明方向[3]。

1專利數據處理和分析

1.1數據庫選擇

為了能全面準確地反應出MEMS物位傳感器技術的發展現狀及其發展趨勢，本文以中文庫CNABS和外文庫DWPI為文獻數據來源，進行全面統計和分析。

1.2 檢索策略

針對中文數據庫和外文數據庫分別在國家知識產權局開發的“S檢索系統”中單獨進行了全面檢索，檢索大致分為初步檢索和結果去噪兩個步驟。

初步檢索中選用涉及“MEMS物位傳感器”的主題檢索詞，在CNABS中選用 “液位、水位、水深、油位、液面、水面、油面、填充水平、物位、雨量、水量、液量、MEMS、MOEMS、微機械、微機電、微電子機械、微系統、微電子系統、微傳感器、微光機電、微光電子機械、微光電機械”等關鍵詞，在DWPI中選用“level、depth、rainfall、（liquid w quantity）、（water w quantity）（oil w quantity）、mini、micro-、optical、miniature、MEMS、MOEMS、sensor、machine、electronics、system”等關鍵詞，其中“OR”表示“或”的含義，“w”表示兩者之間間隔一個字符。

在去噪步驟中通過關鍵詞、分類號的篩選并結合人工瀏覽的方式去掉了噪聲數據。

檢索的截止日期為2020年12月30日，通過以上檢索，合并CNABS和DWPI中數據共產生230余篇專利文獻。

1.3 專利申請統計結果

1.3.1 全球專利申請趨勢分析

從圖1可以看出，MEMS物位傳感器已有近30多年的發展歷史。1989-2007年期間為萌芽期，此時期每年的專利申請數量均較少，并出現零星分布的趨勢，可以說MEMS物位傳感器的起步經歷了漫長的發展階段。這一時期，對于制造和研發機構而言，研發能力和專利布局意識都還比較薄弱。

2008-2020年間，申請量波動較大，在2014年出現了第一次小高峰，而后申請量回落，但自2016年開始申請量又開始大幅增長，又于2017年出現第二次高峰后回落，在這期間，每年的申請量并不大，可以看出這一時期應為技術的成長期。

1.3.2 全球專利申請國家和地區分布

由上圖可知，中國（CN）和美國（US）為主要技術來源地，中國的專利申請量占據了81%，而美國的專利申請量占據5.35%，可見中國遠遠超出了位居第二的美國，占據絕對優勢。

1.3.3 重要申請人排名

由以上統計可知，申請人排名位于前兩位的是中國的高校東南大學以及美國的德克公司，緊隨其后的為清華大學和湖北洛克泰克儀器有限公司，分別位居第三和第四。中國的高校和企業占據了整體絕對優勢。

1.3.4 在華專利有效性分析

由上圖可知，約有42%的專利處于無效狀態，33%的專利處于有效狀態，另有24%的專利還處于在審狀態，可見有效專利的占有率整體較低。

2 結論與展望[3]

經由上述專利文獻的分析，可以總結出MEMS物位傳感器專利申請有如下特點：MEMS物位傳感器總體分析樣本量仍較少，該技術的發展經歷了漫長的萌芽期之后，在成長期出現過兩次高峰，在成長期內專利申請整體趨勢較為波動。我國的專利申請量在全球處于領先地位，我國高校東南大學位于首位，可見我國高校對于mems物位傳感器的研發力度優于企業。就專利有效性而言，有效申請的占有率仍較低。綜合以上分析，可以看出MEMS物位傳感器雖然近年來得到業界廣泛關注，然而仍處于發展初期。未來隨著MEMS技術的不斷深入，相信在不久的將來MEMS物位感測技術會迎來快速發展期，其技術分布將會更加均衡。

參考文獻

[1]劉洋.微機電系統發展現狀及關鍵技術分析[J]，新材料產業，2019（3）：51-54

[2]馬梅彥，1997-2017全球MEMS傳感器專利分析，2018（18）：123-126

[3]高芳，李嫣然.自主移動服務機器人技術專利分析[J]中國發明與專利.2019，16（3）：52-59