硅基MEMS制造技術(shù)分析

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

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

　　國外技術(shù)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(shù)研發(fā)開(kāi)始起步。1992年“美國國家關(guān)鍵技術(shù)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(guān)重要的技術(shù)”。此后美國國家自然基金會(huì )(NSF)、美國國防部先進(jìn)研究計劃署(DARPA)等機構先后對該項目給予了支持。

　　以MEMS術(shù)語(yǔ)以及其他半導體制造領(lǐng)域關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，結果如圖1。硅基MEMS制造技術(shù)在美國的專(zhuān)利總數呈逐年增長(cháng)態(tài)勢(美國專(zhuān)利商標局專(zhuān)利申請數據庫只提供2001年至今的數據)。就專(zhuān)利申請數量來(lái)看，從2002年開(kāi)始大幅度增加，從2008年至今發(fā)展平穩，表明該技術(shù)趨向成熟，相應專(zhuān)利授權數量穩定在550件以上。

　　由圖2可知，擁有美國專(zhuān)利申請與授權專(zhuān)利的國家(地區)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(zhuān)利數量遠超其他國家，具有絕對優(yōu)勢。

　　在美國專(zhuān)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(shù)領(lǐng)域占據一定優(yōu)勢。其中，Honeywell擁有的美國專(zhuān)利最多，且該公司的申請趨勢還在持續上揚。在授權專(zhuān)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(kāi)專(zhuān)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(gè)發(fā)達國家都非常重視硅基MEMS制造技術(shù)的研發(fā)。美國在硅基MEMS制造領(lǐng)域創(chuàng )新全球領(lǐng)先，近十年來(lái)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(guò)相當長(cháng)一段時(shí)間的累積，形成了一定數量的專(zhuān)利技術(shù)和成果，同時(shí)將目標市場(chǎng)鎖定為汽車(chē)電子領(lǐng)域;日本公司在MEMS相關(guān)領(lǐng)域也有著(zhù)不錯的科技與技術(shù)積累，并且在MEMS基礎研發(fā)上投入相當多的資源，頗具實(shí)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(xué)院、國家自然科學(xué)基金委和原國防科工委的支持。

　　但是總體上國內MEMS制造技術(shù)與國外存在著(zhù)較大差距，原因在于MEMS技術(shù)與IC技術(shù)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(shù)在國內的專(zhuān)利公開(kāi)數量經(jīng)歷了兩次高峰，分別在2005年與2008年，其同比增長(cháng)都接近50%。前者的公開(kāi)數量高峰是由于2003年專(zhuān)利申請數量大幅度增加，具體原因可能是由于2002年國家863計劃“微機電系統重大專(zhuān)項”的適時(shí)啟動(dòng)所致。而2008年的高峰則是由于2006年出現了專(zhuān)利申請數量的低谷所致。