声表面波滤波器专利分析
摘要
关键词
声表面波滤波器;专利申请;专利分布
正文
1 引言
声表面波(SAW)滤波器是一种利用声表面波效应和谐振特性制成的对频率有选择作用的器件。本文对声表面波滤波器相关的专利申请进行分析,从专利申请趋势、专利申请区域分布、全球和中国的申请人等方面进行分析,了解声表面波滤波器技术领域的专利状况。
2 专利分析
本文对声表面波滤波器的国内外专利进行了检索,通过在德温特世界专利索引数据库(DWPI)、中国专利数据库(CPRSABS)、incopat数据库中进行检索,其中在incopat数据库中,检索到中国专利1259件,全球专利8946件。主要检索过程由简单检索、高级检索构成,检索关键词为:声表面波、表面声波、滤波器、滤波电路、横向耦合、纵向耦合、叉指换能器、SAW、filter+、Surface Acoustic Wave、Resonant coupling filter、RCF、IDT。
2.1 声表面波滤波器技术申请趋势分析
针对声表面波滤波器进行检索分析,分析日期为2017年12月12日,全球申请量趋势如附图2.1所示。
图2.1 声表面波滤波器技术全球申请量变化趋势
如附图2.1所示,从声表面波技术整体趋势来看,分为4个阶段:
(1)萌芽阶段(1988年以前):1965 年,美国的 White 和 Voltmer 发明了一种叉指换能器,具有声-电双向转换的特性,能在压电材料表面激励和检测 SAW,为 SAW 技术的应用取得了关键性的突破。20 世纪70年代到80年代初,SAW 技术主要应用于军事领域,以及向民用领域发展,研究的热点主要集中在 SAW 的产生和传输等物理机理上。经历了一个新的领域从无到有的漫长过程。在萌芽阶段,无论是投入声表面波滤波器的研究人员,还是市场需求,都处于刚刚起步的过程,该技术属于从技术的构思,到实践,再到申请专利的初级阶段。
(2)初步增长阶段(1989-1996年):20 世纪90 年代,SAW 技术大规模应用在民用上,如电视机中,从实验研究阶段逐渐进入批量生产阶段。移动电话的出现进一步推动了 SAW 器件的发展,使其开始应用于通信系统中。SAW 技术全球范围年度申请量趋势近似线性分布,进入了较为平稳的增长阶段
(3)迅猛增长阶段(1997-2006年):这个阶段触控技术无论从申请量还是技术范围都极具扩大,呈几何倍数的增长。
(4)成熟阶段(2007年至今):从2007年开始,该领域的技术开始步入成熟,虽然申请量整体还是很大,但是申请速度下降,申请量有所下滑,可能的原因为全球范围内的SAW技术已经发展到比较成熟的状态,科研创新到达瓶颈,比较难产生新的发展和突破,有待新的突破技术的出现。
2.1.1 全球申请分析
声表面波滤波器技术的专利申请日本处于领先地位,专利申请量为3017件,占总申请量的45.5%,几乎占据该领域的半壁江山,其次是韩国、中国、美国,其中韩国申请量为763件,占比为11.5%,中国申请量为633件,占比为9.5%。图2.2显示了声表面波滤波器技术各国申请量趋势变化。在声表面波滤波器技术在发展的初级阶段,日本的申请量处于绝对领先地位,很多公司投入大量的研发资本,掌握了最关键的技术和重要的基础专利,通过专利保证自己的行业地位,其中株式会社村田制作所最为突出。在2006年申请数量开始减少,表明该技术以逼近成熟,研发创新速度放缓。中国在该领域的研究起步比较晚,专利申请比较少,2007年至2016年每年的申请量在30-40件之间。

图2.2全球申请趋势
2.1.2 国内申请分析
在1998年之前,国内SAW滤波器专利申请处于萌芽阶段,每年的申请量在20件以下;1999年-2016年,专利申请量处于递增趋势,只有2006年-2008年略有下降,并在2012年-2016年达到顶峰,每年申请量在90件左右。与全球专利申请相比,国内该领域专利申请滞后十年左右,全球专利申请在1997年进入快速增长期,并在2007年达到峰值后下降,而国内在1999年开始增长,在2016年达到峰值。
2.2 主要申请人分析
2.2.1 全球主要申请人分析
全球申请量排名前10位的公司,其中8家为日本公司(株式会社村田制作所、富士通株式会社(FUJITSU)、松下电器产业株式会社(MATU)、日立(HITACHI)等),此外,还有1家德国公司(埃普科斯股份有限公司(EPCOS AG)),以及1家韩国公司(LG公司)。由此可见,用于声表面波滤波器的申请人集中程度很高,基本上被日本公司所垄断。其中,株式会社村田制作所的专利申请量已经达到1371件,以领先富士通株式会社两倍的申请量牢牢占据了申请人的第一位,说明书在SAW滤波器领域株式会社村田制作所的技术非常领先,掌握该领域的核心技术。
2.2.2 国内主要申请人分析
中国申请量排名前10位的公司,其中6家为日本公司(株式会社村田制作所、富士通株式会社、松下电器产业株式会社等),此外,还有3家中国公司或研究机构(无锡市好达电子有限公司、中国电子科技集团公司第二十六研究所、中国科学院声学研究所),以及1家美国公司(高通股份有限公司),排名前3家日本公司申请量为372件,占比为71.6%。表明在SAW滤波器中国市场,日本已进行布局,并占有主导地位,掌握先进技术。
3 结语
整体来看,我们的集成电路领域,特别是声表面波滤波器领域,起步比较晚,技术相对落后,核心技术和主要专利还掌握在国外大公司手掌,尤其是被日本公司所垄断。随着5G时代的来临,实现万物互联,电子元件的市场需求量将大幅增加,而作为基础元器件的声表面波滤波器必将受到更为广泛的应用。我国已将集成电路领域作为重点发展领域,必定加大科研投资,掌握核心科技,各种新型的小型化、高集成度、高性能的声表面波滤波器技术将潜力无限,该领域中专利技术的保护也将被更加重视,市场竞争也会越来越激烈。
参考文献:
【1】常伯乐,陈磊 浅谈声表面波滤波器技术的最新进展,《中国发明与专利》,2015.6
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