系列专题|智能传感器产业专利导航系列第9期:产业链结构专利热点方向
产业链结构专利热点方向
01 全球
在全球范围内,在上中游产业链中,MEMS 工艺、传感器设计、金属材料、有机材料、集成电路工艺为近几年专利布局的重点领域;传感器芯片测试、传感器芯片设计、传感器芯片封装为全球近年热点领域。
下游产业链中,试验机、物理传感器、分析仪器、位置定位以及生物医疗均为近年专利布局的重点领域;试验机、激光雷达、分析仪器为全球近年热点领域。
在全球范围内,智能传感器产业的专利申请量为 173.12 万件。
中上游产业
从专利申请量的五年复合增速来看,在上中游产业链中排名第一的是传感器芯片测试,专利申请量五年复合增速为 6.64%。其次是传感器芯片设计,专利申请量五年复合增速为 5.35%,传感器芯片封装次之,专利申请量五年复合增速为 4.40%,这些细分领域是全球智能传感器专利布局的热点领域。
从专利的活跃度来看,在上中游产业链中排名前四的是传感器设计、传感器测试、传感器芯片设计以及传感器芯片测试,专利活跃度分别为 35.33%、31.45%、30.55%、 30.51%,智能传感器上中游产业的平均活跃度为 24.77%。
从创新人才数量来看,在上中游产业链中,人才聚集的主要领域是传感器设计、MEMS工艺、有机材料、金属材料,创新人才数量分别为 4.42 万人、4.21 万人、3.92 万人、3.88 万人,以上领域是智能传感器产业下游产业链中人才聚集的主要领域。
从创新人才数量增速情况来看,传感器芯片测试的五年复合增速为 12.08%,第二是传感器芯片设计,五年复合增速 10.13%。
从创新企业规模来看,在上中游产业链中,创新企业数排名前三的分别是传感器设计(5885 家)、金属材料(3987 家)、传感器封装(3809 家),以上下游产业链的创新企业数量在细分领域中排名前四位。
从创新企业数量增速情况来看,排名第一的细分领域是传感器芯片测试,五年复合增速为 12.74%,排名第二的是传感器芯片封装,五年复合增速为 12.18%。
下游产业
从专利布局情况来看,在下游产业链中,试验机的专利申请量为 28.44 万件,物理传感器的专利申请量为 2.26 万件,分析仪器的专利申请量为 18.49 万件,位置定位的专利申请量为 15.46 万件,生物医疗的专利申请量为 14.92 万件,这些细分领域是全球智能传感器专利布局的重点领域。
此外,消费电子的专利申请量为 9.73 万件,航空航天类设备的专利申请量为 8.85 万件,检测仪器的专利申请量为 8.76 万件,智能驾驶类设备的专利申请量为 8.16 万件,智能机器人的专利申请量为 7.81 万件,其他细分领域的专利申请量均低于 7 万件。
从专利申请量的五年复合增速来看,在下游产业链中,试验机的专利申请量五年复合增速达到了 9.85%,排名第一,其次是激光雷达,专利申请量五年复合增速为 5.76%,第三是分析仪器,专利申请量五年复合增速为 3.03%。这些细分领域是全球智能传感器专利布局的热点领域。
除此之外,物理传感器、工业自动化系统、检测仪器等细分领域近五年的复合增速均为正数,剩余细分领域近五年的复合增速均为负数,其中专利申请量五年复合增速最低细分领域为消费电子。
从专利的活跃度来看,在下游产业链中,排在前五名的细分领域是激光雷达、智能驾驶、智能机器人、工业自动化,专利活跃度分别达到了 69.89%、48.13%、46.62%、42.54%。
此外,试验机、声学传感器、物理传感器、传感器设计、生物医疗、航空航天、智能船舶、位置定位的专利活跃度均超过 30%,智能传感器下游产业的平均活跃度为 32.61%。
从创新人才数量来看,试验机的创新人才数量为 41.67 万人,物理传感器的创新人才数量为 30.02 万人,位置定位的创新人才数量为 27.39 万人,分析仪器的创新人才数量为 26.07 万人,以上领域是智能传感器产业下游产业链人才聚集的主要领域。
从创新人才数量增速情况来看,激光雷达的五年复合增速为 19.14%,其次是试验机,五年复合增速达到了 13.43%,第三是物理传感器,五年复合增速 8.60%。
从创新企业规模来看,试验机的创新企业数量为 8 万家,位置定位的创新企业数量为4.86 万家,物理传感器的创新企业数量为3.01 万家,分析仪器的创新企业数量为2.65万家,以上创新企业数量在下游产业链的中排名前四位。
从创新企业数量增速情况来看,排名第一的细分领域依然是试验机,五年复合增速达到了 17.13%,物理传感器的五年复合增速排名第二,为 8.69%%。
综合来看,试验机是智能传感器下游产业中发展速度最快的细分领域,且专利申请、创新人才以及创新企业的数量以及专利申请的五年复合增速均排名第一。
表 1 全球智能传感器专利申请量及复合增速

02 中国
在国内,在上中游产业链中方面,MEMS 工艺、传感器设计、传感器封装、集成电路工艺是近年专利布局的重点领域;传感器芯片测试、传感器芯片封装、传感器芯片设计、传感器设计是中国近年专利布局热点领域。
在下游产业链中,试验机、物理传感器、分析仪器、位置定位以及生物医疗是近年专利布局的重点领域,其中试验机在国内受关注度较高;激光雷达、试验机、物理传感器为中国近年专利布局热点领域。
上中游产业
从专利布局情况来看,在智能传感器上中游产业链中,MEMS 工艺的专利申请量最大,共 1.35 万件;其次是传感器设计,专利申请量为 1.00 万件;第三是传感器封装,专利申请量为 7389 件,集成电路工艺排第四,专利申请量为 5095 件,这些细分领域是中国近年专利布局的重点领域。
从专利申请量的五年复合增速来看,在上中游产业链中,中国的传感器芯片测试、传感器芯片封装、传感器芯片设计、传感器设计的专利申请量五年复合增速均在 7%以上,这些细分领域是中国近年专利布局的热点领域。
其中,传感器芯片测试的五年复合增速为 15.05%,试验机的五年复合增速为 11.87%,传感器芯片封装的五年复合增速为11.57%,传感器设计的五年复合增速为 7.44%。虽然传感器芯片测试领域的增速比较高,但传感器芯片测试的专利申请量比较少,仅有 1686 件,从 2018 年的 175 件增长到 2022年的 254 件,技术有待积累。
从专利的活跃度来看,在上中游产业链中排名前四的是传感器芯片测试、传感器设计、传感器芯片设计以及传感器测试,专利活跃度分别为 59.44%、56.41%、50.99%、 50.77%,智能传感器上中游产业的平均活跃度为 44.32%。
从创新人才数量来看,在上中游产业链中,MEMS 工艺的创新人才数量为 2.75 万人,传感器设计的创新人才数量为 2.69 万人,传感器封装的创新人才数量为 1.89 万人,以上细分领域是智能传感器产业的人才聚集的主要领域。
从创新企业规模来看,在上中游产业链中,传感器设计的创新企业数量为 3501 家,传感器测试的创新企业数量为 2571 家,传感器封装的创新企业数量 2374 家,以上领域的创新企业数量在细分领域中排名前 3 位。
下游产业
从专利布局情况来看,在智能传感器下游产业链中,试验机的专利申请量为 18.89万件,专利布局量最大;其次是物理传感器,专利申请量为 9.65 万件;第三分析仪器,专利申请量为 7.96 万件;第四是位置定位,专利申请量为 7.35 万件;第五是生物医疗,专利申请量为 7.32 万件。这些细分领域是中国近年专利布局的重点领域。可以看出,试验机领域受关注度较高,研发投入力度较大。
从专利申请量的五年复合增速来看,在下游产业链中,激光雷达、试验机、物理传感器的专利申请量五年复合增速均在 8%以上,这些细分领域是中国近年专利布局的热点领域。
其中,激光雷达的五年复合增速为 17.14%,试验机的五年复合增速为 11.87%,物理传感器的五年复合增速为 8.68%。
从专利的活跃度来看,排名靠前的是激光雷达、物理传感器、试验机、声学传感器、智能机器人、工业自动化以及分析仪器,专利活跃度分别为 83.29%、60.58%、59.56%、 54.74%、53.51%、52.45%、50.75%,智能传感器上中游产业的平均活跃度为 47.63%。
从创新人才数量来看,在下游产业链中,试验机的创新人才数量为 37.76 万人,物理传感器的创新人才数量为 19.92 万人,位置定位的创新人才数量为 18.76 万,分析仪器的创新人才数量为 18.05 万人,生物医疗的创新人才数量为 16.88 万人,摄像照相设备的创新人才数量为 11.29 万人,以上细分领域是智能传感器产业的人才聚集的主要领域。
从创新企业规模来看,在下游产业链中,试验机的创新企业数量为 6.47 万家,位置定位的创新企业数量为 2.90 万家,物理传感器的创新企业数量为 2.12 万家,分析仪器的创新企业数量为 1.85 万家,摄像照相设备的创新企业数量为 1.82 万家,以上领域的创新企业数量在细分领域中排名前 5 位。
综合来看,试验机领域是智能传感器下游产业链中发展速度最快的细分领域,且专利申请量、创新人才数量以及创新企业数量均排名第一,有较好的技术积累。
表 2 中国智能传感器在细分领域的创新资源分布情况

从专利申请量的近五年复合增速来看,国内 31 省市在上中游产业链中,增速排名前五的分别是传感器芯片测试(16.00%)、传感器芯片封装(15.30%)、传感器芯片设计(11.94%)、传感器设计(10.47%)、传感器封装(9.06%);
在下游产业链中,排名前五的分别是试验机(12.02%)、物理传感器(11.06%)、MEMS 传感器(8.14%)、分析仪器(8.0%)、智能驾驶(7.31%)。
整体来看,海外来华的专利申请近五年复合增速比较平缓,除了传感器芯片设计(11.16%)外,各细分领域的近五年复合增速均为负数。
国内 31 省市各领域专利申请量的近五年复合增速均超过海外来华各领域专利申请量的近五年复合增速。
而且,从同比增速来看,各领域的海外来华专利布局速度均低于国内 31 省市布局速度。
表 3 国内 31 省市与海外来华在中国的专利布局对比情况

总体而言,智能传感器的全球和中国的产业链结构正在不断优化和完善,而专利热点方向则更加注重技术创新和市场需求相结合,旨在推动智能传感器技术的持续发展和应用。
无论是全球还是中国,都在为构建一个更加智能、高效的未来而努力。