MEMS物位传感器专利分析

向薇 余雯雯 崔英颖 陈丽静

摘要：MEMS传感器和智能传感器可以被称为新时代传感器的典型代表，在智能化以及集成化方面体现出独特的优势。本文利用CNABS和DWPI专利数据库，对1989-2020年期间MEMS物位传感器专利布局情况进行了研究，分析了专利申请趋势、申请人分布及技术领域分布等情况，有利于从业人员了解MEMS物位传感器的发展概况，分析未来发展方向，并为MEMS传感器的选用提供借鉴和依据。

关键词：MEMS 物位 专利

引言

MEMS是融合微电子和微机械加工技术，将微型传感器和微型执行器以及信息处理单元等集成于一体并实现特定功能的微型智能系统[1]。MEMS传感器以其优异的性能，如体积小、重量轻、成本低、功耗低、灵敏度高、可批量化生产、易于集成和实现智能化等特点，逐步取代传统机械传感器而占据主导地位[2]。随着近年来MEMS技术的普及，使得MEMS物位传感技术得到了应用与发展。

专利是人类科学技术成果的重要体现，通过对专利数据的分析，可以明确技术发展现状和发展脉络及其企业关注的研发重点和技术发展情况，为创新主体进行更好的专利布局指明方向[3]。

1专利数据处理和分析

1.1数据库选择

为了能全面准确地反应出MEMS物位传感器技术的发展现状及其发展趋势，本文以中文库CNABS和外文库DWPI为文献数据来源，进行全面统计和分析。

1.2 检索策略

针对中文数据库和外文数据库分别在国家知识产权局开发的“S检索系统”中单独进行了全面检索，检索大致分为初步检索和结果去噪两个步骤。

初步检索中选用涉及“MEMS物位传感器”的主题检索词，在CNABS中选用 “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、微机械、微机电、微电子机械、微系统、微电子系统、微传感器、微光机电、微光电子机械、微光电机械”等关键词，在DWPI中选用“level、depth、rainfall、（liquid w quantity）、（water w quantity）（oil w quantity）、mini、micro-、optical、miniature、MEMS、MOEMS、sensor、machine、electronics、system”等关键词，其中“OR”表示“或”的含义，“w”表示两者之间间隔一个字符。

在去噪步骤中通过关键词、分类号的筛选并结合人工浏览的方式去掉了噪声数据。

检索的截止日期为2020年12月30日，通过以上检索，合并CNABS和DWPI中数据共产生230余篇专利文献。

1.3 专利申请统计结果

1.3.1 全球专利申请趋势分析

从图1可以看出，MEMS物位传感器已有近30多年的发展历史。1989-2007年期间为萌芽期，此时期每年的专利申请数量均较少，并出现零星分布的趋势，可以说MEMS物位传感器的起步经历了漫长的发展阶段。这一时期，对于制造和研发机构而言，研发能力和专利布局意识都还比较薄弱。

2008-2020年间，申请量波动较大，在2014年出现了第一次小高峰，而后申请量回落，但自2016年开始申请量又开始大幅增长，又于2017年出现第二次高峰后回落，在这期间，每年的申请量并不大，可以看出这一时期应为技术的成长期。

1.3.2 全球专利申请国家和地区分布

由上图可知，中国（CN）和美國（US）为主要技术来源地，中国的专利申请量占据了81%，而美国的专利申请量占据5.35%，可见中国远远超出了位居第二的美国，占据绝对优势。

1.3.3 重要申请人排名

由以上统计可知，申请人排名位于前两位的是中国的高校东南大学以及美国的德克公司，紧随其后的为清华大学和湖北洛克泰克仪器有限公司，分别位居第三和第四。中国的高校和企业占据了整体绝对优势。

1.3.4 在华专利有效性分析

由上图可知，约有42%的专利处于无效状态，33%的专利处于有效状态，另有24%的专利还处于在审状态，可见有效专利的占有率整体较低。

2 结论与展望[3]

经由上述专利文献的分析，可以总结出MEMS物位传感器专利申请有如下特点：MEMS物位传感器总体分析样本量仍较少，该技术的发展经历了漫长的萌芽期之后，在成长期出现过两次高峰，在成长期内专利申请整体趋势较为波动。我国的专利申请量在全球处于领先地位，我国高校东南大学位于首位，可见我国高校对于mems物位传感器的研发力度优于企业。就专利有效性而言，有效申请的占有率仍较低。综合以上分析，可以看出MEMS物位传感器虽然近年来得到业界广泛关注，然而仍处于发展初期。未来随着MEMS技术的不断深入，相信在不久的将来MEMS物位感测技术会迎来快速发展期，其技术分布将会更加均衡。

参考文献

[1]刘洋.微机电系统发展现状及关键技术分析[J]，新材料产业，2019（3）：51-54

[2]马梅彦，1997-2017全球MEMS传感器专利分析，2018（18）：123-126

[3]高芳，李嫣然.自主移动服务机器人技术专利分析[J]中国发明与专利.2019，16（3）：52-59