硅基MEMS制造技术分析

　　上海硅知识产权交易中心

　　MEMS(微电子机械系统)技术是一种使产品集成化、微型化、智能化的微型机电系统。在半导体集成电路技术之上发展起来的硅基MEMS制造技术目前使用十分广泛。

　　本文以中美两国在硅基MEMS制造技术领域中的专利态势作为分析对象，专利数据分别源自美国专利商标局和国家知识产权局网站的公开信息。数据截止日期为2010年10月25日。主要包括采集年限内已获授权的美国专利、已公开的美国专利申请以及已公开或已授权的中国专利申请，对于已被受理但尚未被公开的专利申请不在本文统计之列。

　　国外技术发展日趋成熟

　　上世纪80年代，在美国政府的高度重视下MEMS技术研发开始起步。1992年“美国国家关键技术计划”把“微米级和纳米级制造”列为“在经济繁荣和国防安全两方面都至关重要的技术”。此后美国国家自然基金会(NSF)、美国国防部先进研究计划署(DARPA)等机构先后对该项目给予了支持。

　　以MEMS术语以及其他半导体制造领域关键词进行检索，结果如图1。硅基MEMS制造技术在美国的专利总数呈逐年增长态势(美国专利商标局专利申请数据库只提供2001年至今的数据)。就专利申请数量来看，从2002年开始大幅度增加，从2008年至今发展平稳，表明该技术趋向成熟，相应专利授权数量稳定在550件以上。

　　由图2可知，拥有美国专利申请与授权专利的国家(地区)是美国、日本、韩国和中国台湾等，美国权利人/申请人拥有的授权专利数量远超其他国家，具有绝对优势。

　　在美国专利权利人/申请人排名前10位中有7家美国企业，这也充分表明美国在硅基MEMS制造技术领域占据一定优势。其中，Honeywell拥有的美国专利最多，且该公司的申请趋势还在持续上扬。在授权专利方面紧随其后的是英特尔公司，韩国三星公司，日本索尼公司、富士通公司分列第三、第九、第十位。而在已公开专利申请方面排名第二、三位的是三星公司与高通公司。

　　总体上，各个发达国家都非常重视硅基MEMS制造技术的研发。美国在硅基MEMS制造领域创新全球领先，近十年来成立了不少的MEMS创新公司，成为美国MEMS产业发展的支撑力量;欧洲MEMS产业经过相当长一段时间的累积，形成了一定数量的专利技术和成果，同时将目标市场锁定为汽车电子领域;日本公司在MEMS相关领域也有着不错的科技与技术积累，并且在MEMS基础研发上投入相当多的资源，颇具实力。

　　我国起步不晚发展较缓

　　我国MEMS的研究始于20世纪90年代初，起步并不晚。在“八五”、“九五”期间一直得到了科技部、教育部、中国科学院、国家自然科学基金委和原国防科工委的支持。

　　但是总体上国内MEMS制造技术与国外存在着较大差距，原因在于MEMS技术与IC技术相比在材料、结构、工艺、功能和信号接口等方面存在诸多差别，往往需要更小的尺寸和较高的精度。

　　硅基MEMS制造技术在国内的专利公开数量经历了两次高峰，分别在2005年与2008年，其同比增长都接近50%。前者的公开数量高峰是由于2003年专利申请数量大幅度增加，具体原因可能是由于2002年国家863计划“微机电系统重大专项”的适时启动所致。而2008年的高峰则是由于2006年出现了专利申请数量的低谷所致。