MEMS麥克風(fēng)發(fā)展迅速 全球?qū)＠砍噬仙厔?shì)

【導(dǎo)讀：隨著MEMS麥克風(fēng)成本越來(lái)越低，MEMS麥克風(fēng)在全球麥克風(fēng)市場(chǎng)所占的比重也越來(lái)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(zhǎng)率達(dá)到29%。】

　　作為近年來(lái)增長(zhǎng)最快的MEMS傳感器，MEMS麥克風(fēng)是MEMS市場(chǎng)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(chǎng)比重越來(lái)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(jiǎn)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本，更能夠提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

　　隨著MEMS麥克風(fēng)成本越來(lái)越低，MEMS麥克風(fēng)在全球麥克風(fēng)市場(chǎng)所占的比重也越來(lái)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(zhǎng)率達(dá)到29%。YoleDevelopment的數(shù)據(jù)也表明，以實(shí)際銷(xiāo)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(guò)檢索，截至2010年6月已公開(kāi)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?guó)別或地區(qū)分布狀況，按照申請(qǐng)國(guó)所遞交的專利數(shù)可以看出，MEMS麥克風(fēng)專利主要在美國(guó)、日本、中國(guó)大陸、世界專利局、歐洲專利局、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、德國(guó)以及澳大利亞等9個(gè)國(guó)家或地區(qū)申請(qǐng)，其申請(qǐng)總量超過(guò)總申請(qǐng)量的95%。其中，美國(guó)、日本與中國(guó)大陸收錄的申請(qǐng)專利最多，三者之和也超過(guò)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(méi)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(méi)有存在一家獨(dú)大的情況。前20名申請(qǐng)人中除中國(guó)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(guó)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(guó)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(jiàn)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(shuō)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(lèi)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(lèi)型區(qū)分的)、H01L-029/84(通過(guò)所施加的機(jī)械力，如壓力的變化可控的)、H04R-025/00(助聽(tīng)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(lèi)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(guó)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(guó)內(nèi)廠商應(yīng)積極布局加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作

　　第一，中國(guó)企業(yè)應(yīng)積極在其他國(guó)家進(jìn)行技術(shù)的專利保護(hù)。中國(guó)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(guó)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(shuō)明目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在全球MEMS麥克風(fēng)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力仍較弱。由于MEMS麥克風(fēng)的市場(chǎng)是全球性的，中國(guó)企業(yè)若要進(jìn)一步開(kāi)拓世界市場(chǎng)，鞏固市場(chǎng)，仍需要在其他國(guó)家進(jìn)行技術(shù)的專利保護(hù)。

　　第二，實(shí)現(xiàn)專利布局，爭(zhēng)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(lái)說(shuō)，上述兩種技術(shù)都很難回避。因此，通過(guò)對(duì)MEMS麥克風(fēng)外圍專利的布局，中國(guó)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(méi)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(lái)將有巨大的潛力，國(guó)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(guó)內(nèi)推動(dòng)MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)學(xué)研合作。通過(guò)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(kāi)發(fā)MEMS麥克風(fēng)技術(shù)的國(guó)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。