- MEMS麥克風(fēng)市場比重越來越大
- 專利數(shù)美日中領(lǐng)先
- 國內(nèi)廠商應(yīng)積極布局加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作
- 到2013年全球MEMS麥克風(fēng)的出貨量將達(dá)到12億塊
作為近年來增長最快的MEMS傳感器，MEMS麥克風(fēng)是MEMS市場中應(yīng)用成功的又一典型。據(jù)iSuppli公司預(yù)計(jì)，到2013年全球MEMS麥克風(fēng)的出貨量將達(dá)到12億塊。
MEMS麥克風(fēng)市場比重越來越大
相對(duì)于現(xiàn)有的ECM(駐極體麥克風(fēng))，MEMS麥克風(fēng)具有很好的性能優(yōu)勢(shì)。其原因在于MEMS麥克風(fēng)尺寸較小、靈敏度高、信噪比高、與數(shù)字信號(hào)處理電路具有適應(yīng)性。在封裝工藝上，相對(duì)于大多數(shù)駐極體麥克風(fēng)仍需手工焊接，由于硅襯底耐熱性能好，MEMS麥克風(fēng)可以直接采用全自動(dòng)SMT封裝，這不僅簡化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，更能夠提高產(chǎn)品競爭力。
隨著MEMS麥克風(fēng)成本越來越低，MEMS麥克風(fēng)在全球麥克風(fēng)市場所占的比重也越來越大。據(jù)研究機(jī)構(gòu)iSuppli評(píng)估，MEMS麥克風(fēng)從2006年到2011年的年平均增長率達(dá)到29%。YoleDevelopment的數(shù)據(jù)也表明，以實(shí)際銷售量觀察，2008年麥克風(fēng)組件全球出貨量為33億顆，其中MEMS麥克風(fēng)占6.4億顆，占有率為19%，預(yù)計(jì)2011年將達(dá)39%的占有率。
MEMS麥克風(fēng)專利數(shù)美日中領(lǐng)先
MEMS麥克風(fēng)核心技術(shù)在于芯片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和封裝。因此本文主要針對(duì)MEMS麥克風(fēng)這兩方面技術(shù)檢索相關(guān)的全球?qū)＠?。通過檢索，截至2010年6月已公開的MEMS麥克風(fēng)的全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)量為646件。
圖2為MEMS麥克風(fēng)全球?qū)＠麌鴦e或地區(qū)分布狀況，按照申請(qǐng)國所遞交的專利數(shù)可以看出，MEMS麥克風(fēng)專利主要在美國、日本、中國大陸、世界專利局、歐洲專利局、韓國、中國臺(tái)灣、德國以及澳大利亞等9個(gè)國家或地區(qū)申請(qǐng)，其申請(qǐng)總量超過總申請(qǐng)量的95%。其中，美國、日本與中國大陸收錄的申請(qǐng)專利最多，三者之和也超過了專利數(shù)總量的一半。
表1所示的MEMS麥克風(fēng)全球?qū)＠?0名申請(qǐng)人，專利權(quán)人擁有的專利族申請(qǐng)絕對(duì)數(shù)量并不多，并沒有占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的專利申請(qǐng)人。這也看出MEMS麥克風(fēng)作為新興技術(shù)，在技術(shù)發(fā)展上仍處在起步和上升階段，在專利申請(qǐng)數(shù)量上還沒有存在一家獨(dú)大的情況。前20名申請(qǐng)人中除中國科學(xué)院聲學(xué)研究所和臺(tái)灣工研院之外，其他申請(qǐng)人均為公司申請(qǐng)人。
值得注意的是，國內(nèi)機(jī)構(gòu)進(jìn)入前20名的申請(qǐng)人有歌爾聲學(xué)、瑞聲聲學(xué)和中國科學(xué)院聲學(xué)研究所，分別擁有31、19和10項(xiàng)專利。
從MEMS麥克風(fēng)主要申請(qǐng)專利被引用次數(shù)(如表2所示)看出，樓氏電子(KNOWLES)的申請(qǐng)專利被多次引用，可見其所申請(qǐng)專利的重要性。樓氏電子有4項(xiàng)專利WO2002045463-A2、WO9837388-A1、US2004046245-A1和WO2005036698-A3進(jìn)入引用次數(shù)的前十名，其中有3項(xiàng)申請(qǐng)專利是關(guān)于MEMS麥克風(fēng)的封裝技術(shù)，涉及如何將MEMS麥克風(fēng)與電路板封裝和組合，另外一項(xiàng)申請(qǐng)專利是降低振動(dòng)膜應(yīng)力的MEMS麥克風(fēng)結(jié)構(gòu)和方法。另一方面，MEMS麥克風(fēng)的封裝技術(shù)引用的次數(shù)較高也說明了封裝技術(shù)研究的選擇性較少，并且該技術(shù)主要為樓氏電子掌握。
MEMS麥克風(fēng)主要IPC分類以H04R-019/00(靜電傳感器)靜電傳感器為主要的技術(shù)申請(qǐng)方向，其所占總申請(qǐng)量的50%以上，其次以H04R-019/04(傳感器)傳聲器的傳感器。部分MEMS麥克風(fēng)仍以使用駐極體為特征的H04R-019/01(以使用駐極體為特征的)技術(shù)。其他IPC方向H01L-029/66(按半導(dǎo)體器件的類型區(qū)分的)、H01L-029/84(通過所施加的機(jī)械力，如壓力的變化可控的)、H04R-025/00(助聽器)、B81B-007/00(微觀結(jié)構(gòu)系統(tǒng))、B81C-001/00(在基片內(nèi)或其上制造或處理的裝置或系統(tǒng))、H01L-021/02(半導(dǎo)體器件或其部件的制造或處理)等主要為器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。從IPC分類申請(qǐng)狀況可以看出，MEMS麥克風(fēng)現(xiàn)階段的研究主要仍集中在器件設(shè)計(jì)方面。
(注：以按遞交到申請(qǐng)國的專利數(shù)為準(zhǔn)，不以專利族統(tǒng)計(jì)，圖中的百分比為占所有申請(qǐng)專利數(shù)的比例)
國內(nèi)廠商應(yīng)積極布局加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作
第一，中國企業(yè)應(yīng)積極在其他國家進(jìn)行技術(shù)的專利保護(hù)。中國申請(qǐng)人如瑞聲聲學(xué)和歌爾聲學(xué)雖然在專利申請(qǐng)數(shù)量上排在世界前列，但歌爾聲學(xué)和瑞聲聲學(xué)等大部分專利仍主要在國內(nèi)申請(qǐng)，且很大一部分為實(shí)用新型專利，以專利族形式在全世界范圍申請(qǐng)的專利較少。這說明目前國內(nèi)企業(yè)在全球MEMS麥克風(fēng)技術(shù)的競爭力仍較弱。由于MEMS麥克風(fēng)的市場是全球性的，中國企業(yè)若要進(jìn)一步開拓世界市場，鞏固市場，仍需要在其他國家進(jìn)行技術(shù)的專利保護(hù)。
第二，實(shí)現(xiàn)專利布局，爭取與巨頭實(shí)現(xiàn)專利交叉許可。如前面所描述的，Knowles掌握了MEMS麥克風(fēng)封裝的核心技術(shù)，而Akustica掌握了CMOSMEMS工藝的麥克風(fēng)。對(duì)于目前的MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)品來說，上述兩種技術(shù)都很難回避。因此，通過對(duì)MEMS麥克風(fēng)外圍專利的布局，中國企業(yè)應(yīng)積極地與這兩家巨頭進(jìn)行專利交叉許可談判，如瑞聲聲學(xué)成功地與Knowles實(shí)現(xiàn)了專利交叉許可。Akustica掌握了CMOSMEMS工藝的麥克風(fēng)目前在全世界還沒有任何許可。CMOSMEMS的麥克風(fēng)可以將其他芯片也同時(shí)集成在SoC系統(tǒng)中，因此該技術(shù)在未來將有巨大的潛力，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該注重該研究方向上的專利交叉許可。
第三，在國內(nèi)推動(dòng)MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)學(xué)研合作。通過專利檢索可以了解到，申請(qǐng)機(jī)構(gòu)中也包括了不少高校和科研單位，如中科院聲學(xué)研究所擁有MEMS專利10件。由于高校和科研單位的產(chǎn)業(yè)化能力有待提升，很多技術(shù)不能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。因此，對(duì)于自己開發(fā)MEMS麥克風(fēng)技術(shù)的國內(nèi)企業(yè)，應(yīng)該積極地與高校和研究院所進(jìn)行合作，加快實(shí)現(xiàn)專利技術(shù)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。
