硅基MEMS制造技術分析

　　上海硅知識產(chǎn)權交易中心

　　MEMS(微電子機械系統(tǒng))技術是一種使產(chǎn)品集成化、微型化、智能化的微型機電系統(tǒng)。在半導體集成電路技術之上發(fā)展起來的硅基MEMS制造技術目前使用十分廣泛。

　　本文以中美兩國在硅基MEMS制造技術領域中的專利態(tài)勢作為分析對象，專利數(shù)據(jù)分別源自美國專利商標局和國家知識產(chǎn)權局網(wǎng)站的公開信息。數(shù)據(jù)截止日期為2010年10月25日。主要包括采集年限內(nèi)已獲授權的美國專利、已公開的美國專利申請以及已公開或已授權的中國專利申請，對于已被受理但尚未被公開的專利申請不在本文統(tǒng)計之列。

　　國外技術發(fā)展日趨成熟

　　上世紀80年代，在美國政府的高度重視下MEMS技術研發(fā)開始起步。1992年“美國國家關鍵技術計劃”把“微米級和納米級制造”列為“在經(jīng)濟繁榮和國防安全兩方面都至關重要的技術”。此后美國國家自然基金會(NSF)、美國國防部先進研究計劃署(DARPA)等機構先后對該項目給予了支持。

　　以MEMS術語以及其他半導體制造領域關鍵詞進行檢索，結果如圖1。硅基MEMS制造技術在美國的專利總數(shù)呈逐年增長態(tài)勢(美國專利商標局專利申請數(shù)據(jù)庫只提供2001年至今的數(shù)據(jù))。就專利申請數(shù)量來看，從2002年開始大幅度增加，從2008年至今發(fā)展平穩(wěn)，表明該技術趨向成熟，相應專利授權數(shù)量穩(wěn)定在550件以上。

　　由圖2可知，擁有美國專利申請與授權專利的國家(地區(qū))是美國、日本、韓國和中國臺灣等，美國權利人/申請人擁有的授權專利數(shù)量遠超其他國家，具有絕對優(yōu)勢。

　　在美國專利權利人/申請人排名前10位中有7家美國企業(yè)，這也充分表明美國在硅基MEMS制造技術領域占據(jù)一定優(yōu)勢。其中，Honeywell擁有的美國專利最多，且該公司的申請趨勢還在持續(xù)上揚。在授權專利方面緊隨其后的是英特爾公司，韓國三星公司，日本索尼公司、富士通公司分列第三、第九、第十位。而在已公開專利申請方面排名第二、三位的是三星公司與高通公司。

　　總體上，各個發(fā)達國家都非常重視硅基MEMS制造技術的研發(fā)。美國在硅基MEMS制造領域創(chuàng)新全球領先，近十年來成立了不少的MEMS創(chuàng)新公司，成為美國MEMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐力量;歐洲MEMS產(chǎn)業(yè)經(jīng)過相當長一段時間的累積，形成了一定數(shù)量的專利技術和成果，同時將目標市場鎖定為汽車電子領域;日本公司在MEMS相關領域也有著不錯的科技與技術積累，并且在MEMS基礎研發(fā)上投入相當多的資源，頗具實力。

　　我國起步不晚發(fā)展較緩

　　我國MEMS的研究始于20世紀90年代初，起步并不晚。在“八五”、“九五”期間一直得到了科技部、教育部、中國科學院、國家自然科學基金委和原國防科工委的支持。

　　但是總體上國內(nèi)MEMS制造技術與國外存在著較大差距，原因在于MEMS技術與IC技術相比在材料、結構、工藝、功能和信號接口等方面存在諸多差別，往往需要更小的尺寸和較高的精度。

　　硅基MEMS制造技術在國內(nèi)的專利公開數(shù)量經(jīng)歷了兩次高峰，分別在2005年與2008年，其同比增長都接近50%。前者的公開數(shù)量高峰是由于2003年專利申請數(shù)量大幅度增加，具體原因可能是由于2002年國家863計劃“微機電系統(tǒng)重大專項”的適時啟動所致。而2008年的高峰則是由于2006年出現(xiàn)了專利申請數(shù)量的低谷所致。