MEMS麦克风发展迅速 全球专利量呈上升趋势

【导读：随着MEMS麦克风成本越来越低，MEMS麦克风在全球麦克风市场所占的比重也越来越大。据研究机构iSuppli评估，MEMS麦克风从2006年到2011年的年平均增长率达到29%。】

　　作为近年来增长最快的MEMS传感器，MEMS麦克风是MEMS市场中应用成功的又一典型。据iSuppli公司预计，到2013年全球MEMS麦克风的出货量将达到12亿块。

　　MEMS麦克风市场比重越来越大

　　相对于现有的ECM(驻极体麦克风)，MEMS麦克风具有很好的性能优势。其原因在于MEMS麦克风尺寸较小、灵敏度高、信噪比高、与数字信号处理电路具有适应性。在封装工艺上，相对于大多数驻极体麦克风仍需手工焊接，由于硅衬底耐热性能好，MEMS麦克风可以直接采用全自动SMT封装，这不仅简化生产流程，降低生产成本，更能够提高产品竞争力。

　　随着MEMS麦克风成本越来越低，MEMS麦克风在全球麦克风市场所占的比重也越来越大。据研究机构iSuppli评估，MEMS麦克风从2006年到2011年的年平均增长率达到29%。YoleDevelopment的数据也表明，以实际销售量观察，2008年麦克风组件全球出货量为33亿颗，其中MEMS麦克风占6.4亿颗，占有率为19%，预计2011年将达39%的占有率。

　　MEMS麦克风专利数美日中领先

　　MEMS麦克风核心技术在于芯片的结构设计和封装。因此本文主要针对MEMS麦克风这两方面技术检索相关的全球专利。通过检索，截至2010年6月已公开的MEMS麦克风的全球专利申请数量为646件。

　　图2为MEMS麦克风全球专利国别或地区分布状况，按照申请国所递交的专利数可以看出，MEMS麦克风专利主要在美国、日本、中国大陆、世界专利局、欧洲专利局、韩国、中国台湾、德国以及澳大利亚等9个国家或地区申请，其申请总量超过总申请量的95%。其中，美国、日本与中国大陆收录的申请专利最多，三者之和也超过了专利数总量的一半。

　　表1所示的MEMS麦克风全球专利前20名申请人，专利权人拥有的专利族申请绝对数量并不多，并没有占绝对优势的专利申请人。这也看出MEMS麦克风作为新兴技术，在技术发展上仍处在起步和上升阶段，在专利申请数量上还没有存在一家独大的情况。前20名申请人中除中国科学院声学研究所和台湾工研院之外，其他申请人均为公司申请人。

　　值得注意的是，国内机构进入前20名的申请人有歌尔声学、瑞声声学和中国科学院声学研究所，分别拥有31、19和10项专利。

　　从MEMS麦克风主要申请专利被引用次数(如表2所示)看出，楼氏电子(KNOWLES)的申请专利被多次引用，可见其所申请专利的重要性。楼氏电子有4项专利WO2002045463-A2、WO9837388-A1、US2004046245-A1和WO2005036698-A3进入引用次数的前十名，其中有3项申请专利是关于MEMS麦克风的封装技术，涉及如何将MEMS麦克风与电路板封装和组合，另外一项申请专利是降低振动膜应力的MEMS麦克风结构和方法。另一方面，MEMS麦克风的封装技术引用的次数较高也说明了封装技术研究的选择性较少，并且该技术主要为楼氏电子掌握。

    MEMS麦克风主要IPC分类以H04R-019/00(静电传感器)静电传感器为主要的技术申请方向，其所占总申请量的50%以上，其次以H04R-019/04(传感器)传声器的传感器。部分MEMS麦克风仍以使用驻极体为特征的H04R-019/01(以使用驻极体为特征的)技术。其他IPC方向H01L-029/66(按半导体器件的类型区分的)、H01L-029/84(通过所施加的机械力，如压力的变化可控的)、H04R-025/00(助听器)、B81B-007/00(微观结构系统)、B81C-001/00(在基片内或其上制造或处理的装置或系统)、H01L-021/02(半导体器件或其部件的制造或处理)等主要为器件的结构设计。从IPC分类申请状况可以看出，MEMS麦克风现阶段的研究主要仍集中在器件设计方面。

　　(注：以按递交到申请国的专利数为准，不以专利族统计，图中的百分比为占所有申请专利数的比例)

　　国内厂商应积极布局加强产学研合作

　　第一，中国企业应积极在其他国家进行技术的专利保护。中国申请人如瑞声声学和歌尔声学虽然在专利申请数量上排在世界前列，但歌尔声学和瑞声声学等大部分专利仍主要在国内申请，且很大一部分为实用新型专利，以专利族形式在全世界范围申请的专利较少。这说明目前国内企业在全球MEMS麦克风技术的竞争力仍较弱。由于MEMS麦克风的市场是全球性的，中国企业若要进一步开拓世界市场，巩固市场，仍需要在其他国家进行技术的专利保护。

　　第二，实现专利布局，争取与巨头实现专利交叉许可。如前面所描述的，Knowles掌握了MEMS麦克风封装的核心技术，而Akustica掌握了CMOSMEMS工艺的麦克风。对于目前的MEMS麦克风产品来说，上述两种技术都很难回避。因此，通过对MEMS麦克风外围专利的布局，中国企业应积极地与这两家巨头进行专利交叉许可谈判，如瑞声声学成功地与Knowles实现了专利交叉许可。Akustica掌握了CMOSMEMS工艺的麦克风目前在全世界还没有任何许可。CMOSMEMS的麦克风可以将其他芯片也同时集成在SoC系统中，因此该技术在未来将有巨大的潜力，国内企业应该注重该研究方向上的专利交叉许可。

　　第三，在国内推动MEMS麦克风产学研合作。通过专利检索可以了解到，申请机构中也包括了不少高校和科研单位，如中科院声学研究所拥有MEMS专利10件。由于高校和科研单位的产业化能力有待提升，很多技术不能进一步转化为产品。因此，对于自己开发MEMS麦克风技术的国内企业，应该积极地与高校和研究院所进行合作，加快实现专利技术到产品的转化。