数据转换器技术专利统计分析

来源 :集成电路应用 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bood
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘要] 数据转换器(Data Converters)作为连接自然模拟世界和数字电路的桥梁,是众多应用领域集成电路中的关键模块。在ADC/DAC技术领域,中国专利从1985年才开始有专利申请,最初的十多年间也是外国企业在中国申请的专利居多,从2004年开始,中国专利申请走上迅速发展的道路。
  [关键词] 集成电路 专利 ADC DAC
  [中图分类号] TN97+2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-2583(2014)04-0022-10
   1 引言
  数据转换器(Data Converters)作为连接自然模拟世界和数字电路的桥梁,是众多应用领域集成电路中的关键模块。数据转换器包括模数转换器(Analog to Digital Converter,以下简称ADC)和数模转换器(Digital to Analog converter,以下简称DAC)。
  随着数字信号处理技术在高分辨率图像、视频处理及无线通讯的广泛应用,对数据转换器的速度和精度提出了更高的要求,同时为满足嵌入SOC设计的需要,对数据转换器的面积和功耗也提出了一定的要求。数据转换器的关键指标包括信噪比、带宽和功耗,这些关键指标持续的推动数据转换技术不断地发展。
  为了解当前国际国内ADC/DAC技术专利的发展状况,本文通过分别对美国和中国的ADC/DAC专利统计分析,掌握ADC/DAC专利的发展历程、主要专利权利人情况以及专利主要国际分类号(IPC)分布情况等,为业界及ADC/DAC技术的开发研究人员提供参考。
   1.1 数模转换器DAC数模转换器DAC
  DAC是一种将输入的数字信号转换成模拟信号输出的电路或器件,它被广泛地应用在信号采集和处理、数字通信、自动监测、自动控制和多媒体技术等领域。通常,DAC也是ADC的一个组成部分。DAC的输入是一个码字,它由数字信号处理系统产生的并行二进制信号组成。利用基准电压,这些并行二进制信号被转换成等价的模拟信号。模拟输出信号经过滤波和放大后被应用于模拟信号处理系统中。
  在DAC中,速度,精度,功耗,芯片面积是最主要的因素,只有不断的提高速度和精度,降低功耗,减小芯片面积才能从根本上提高D/A转换器的性能。
   1.2 模数转换器ADC
  ADC作为把模拟量转换成数字量输出的接口电路,是现实世界中模拟信号向数字信号转化的桥梁和不可缺少的关键器件。ADC已经被广泛应用于提高一些电子系统的表现,使它们具有更高的性能。ADC是DAC的逆过程,由于输入和输出信号的特点,存在一些明显的不同。主要的区别是ADC必须进行采样,不可能连续不断地将输入模拟信号转换成数字输出编码。因此,ADC是一个数据采样再处理电路。
  精度和速度的折衷对于ADC的电路设计而言,是一个较大的难题,这两个指标是ADC的重要性能指标。目前研究比较广泛的ADC的主要类型:闪烁型ADC,逐次逼近(SAR)型ADC,sigma-delta型ADC和流水线(pipeline)ADC等。
   2 检索说明
   2.1 检索说明
  本研究报告采用上海硅知识产权交易中心有限公司专利信息分析系统软件作为检索和下载工具。
   2.2 检索范围
  本文中的中国专利数据是国家知识产权局自1985年至2014年3月7日所公开的专利;美国专利数据来自美国专利与商标局截止至2014年3月7日之前所公开的专利。文中全部数据为发明与实用新型专利。
   2.3 检索策略
  为了保证数据的查全率和查准率,主要采用技术分类分级的方式进行检索,即确定一级技术分类的关键词作为检索范围,并以其二级技术分类的关键词作为补充,同时结合国际专利分类号(IPC)编制检索式,对检索结果去除噪声,以尽可能做到查全查准。


   3 专利分析
   3.1 ADC/DAC技术中国专利分析3.1.1 ADC/DAC技术中国专利分析
  从图1中可以看出,中国在1986年最早公开了3件ADC/DAC技术相关专利,并且在1996年之前该领域每年公开的专利数量总体较少;1996年之后专利公开数量逐年增长,2004年之后增长的速度加快,2013专利公开数量达到最高的305件。表明ADC/DAC技术领域在中国正处于技术发展期,各类技术正蓬勃发展。
   3.1.2 专利IPC分类号分析(1) IPC分类号排序分析
  由图2可以看出,ADC/DAC技术IPC大组主要集中在H03M1(模/数转换;数/模转换)、H03M3(模拟值转换到差分调制或相反转换)领域,占前两位分别有1370件、90件,各占ADC/ DAC技术所有专利总量的83%、5%。
  其中对H03M1大组进一步分析技术点构成,可以从图3.1.2.1中的饼图中看出,H03M1绝大多数分布在H03M1/12(模/数转换器)、H03M1/66(数/模转换器)和H03M1/10(校正或测试)方面,分别有347件、272件和208件,各占H03M1专利数量的29%、23%和18%。
  (2) IPC分类号申请趋势分析
  图3是ADC/DAC技术专利申请数量排名前六的IPC分类的年度申请趋势。由图可以看出H03M1领域的研发活动比其他领域要活跃很多,在2000年之后该领域的专利申请已经明显拉开与其他领域的差距。表明该技术是ADC/DAC技术的关键技术和难点所在,也是研发投入的重点。


   3.1.3 主要专利权人申请量分析


  表1为ADC/DAC技术专利申请人前十位排名,从表上可见,前十排名中国外企业占据5家,分别为松下电器产业株式会社、联发科技股份有限公司、索尼公司、三星电子株式会社、皇家飞利浦电子股份有限公司。国内申请人中有4家是科研院所,分别为电子科技大学、复旦大学、清华大学和东南大学,还有一个申请人为个人申请人谭启仁。表明国内ADC/DAC技术领域的研究还主要集中在科研院所。国外ADC/DAC技术领域的跨国公司在中国进行了大量的专利布局,存在一定的专利风险。
  表2为ADC/DAC技术专利国内申请人前十位排名,从表上可见,前十排名中科研院所占据8家,企业1家,个人1家。表明国内该领域的研发主要集中在研发机构。


   3.1.4 近年来主要专利权人年度技术分布
  本节中专利分析的时间范围是自1994年至2013年间主要专利权人年度技术分布的情况。
  (1) 松下电器产业株式会社
  松下电器产业株式会社是在中国,在ADC/ DAC技术领域拥有最多专利的企业,拥有51件申请专利。从图4中可以看出:近年来松下在该领域的专利申请十分活跃,主要集中在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域,2009年公开了8件该领域的专利申请;同时H03K(脉冲技术),H04N(图像通信,如电视)领域也是松下在ADC/DAC领域持续研发的技术点,在近年来也有专利申请。
  (2) 电子科技大学


  电子科技大学在ADC/DAC技术领域拥有46件专利申请,排名第二。从图5中可以看出:1996年至2004年电子科技大学在该领域没有专利申请。2005年以来电子科技大学在该领域的专利申请方向上有所变化,2005年至2010年主要集中在G02F(用于控制光的强度、颜色、相位、偏振或方向的器件或装置,例如转换、选通、调制或解调,上述器件或装置的光学操作是通过改变器件或装置的介质的光学性质来修改的;用于上述操作的技术或工艺;变频;非线性光学;光学逻辑元件;光学模拟/数字转换器)领域;2010年之后,主要集中在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域。同时从近年的申请趋势来看,电子科技大学在ADC/DAC技术领域的专利申请逐渐增加,2013年在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域公开了12件专利。
  (3) 复旦大学
  复旦大学在ADC/DAC技术领域拥有44件专利申请,排名第三。从图6中可以看出:近年来复旦大学在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域的专利申请有稳定持续的投入,在2011年出现了一个高峰,该领域公开专利13件。
   3.1.5 专利国省分布分析
  从国内申请情况来看,在ADC/DAC技术领域,国内北京、上海、江苏排在前三,申请量分别为163件、147件、132件;广东以117件排名第四,这些地区与国内电子信息产业的发达区域相吻合。


  北京地区在ADC/DAC技术领域的研究在国内处于领先地位,其中这与北京聚集着大量高水平的科研院所相关,如清华大学、中国科学院微电子研究所、中国科学院半导体研究所等都是该领域专利申请排名靠前的机构。上海排名情况与北京又有所不同,上海除了相关科研院所,还有相关产品和技术的应用推动的企业,如上海贝岭股份有限公司。


  从国外在华申请分布排名来看,日本占首位,美国次之,他们在ADC/DAC技术领域专利申请量分别为293件和228件;排在第三到第五位的分别为荷兰、韩国和德国。


  这些国家的专利权人都是该领域技术领先的跨国企业,如日本的松下电器产业株式会社、索尼公司、富士通、日本电气、三菱,美国的高通、模拟装置公司,荷兰的飞利浦,韩国的三星电子株式会社,以及德国的英飞凌等公司。这些公司不仅是技术的掌握者,也是产品市场的拥有者,其申请的专利的价值性一般较高。
   3.2 ADC/DAC技术美国专利分析3.2.1 专利年度公开量统计分析


  从图7中可以看出,美国在1956年最早公开了2件ADC/DAC技术相关专利,并且在1977年之前该领域每年公开的专利数量总体较少;1977年之后专利公开数量不断增长,2002专利公开数量达到最高的380件,之后有所回落,并继续稳定增长,2011年专利公开数量为359件。2011年之后的这几年专利公开数量开始回落,表明ADC/DAC技术领域已经处于成熟期,各类技术正稳定发展。
   3.2.2 专利IPC分类号分析(1) IPC分类号排序分析


  由图8可以看出,美国专利中,ADC/DAC技术IPC大组主要集中在H03M1(模/数转换;数/模转换)、H03M3(模拟值转换到差分调制或相反转换)领域,占前两位分别有4684件、537件,各占ADC/DAC技术所有专利总量的79%、9%。
  其中对H03M1大组进一步分析技术点构成,可以从图3.2.2.1中的饼图中看出,H03M1绝大多数分布在H03M1/12(模/数转换器)、H03M1/66(数/模转换器)和H03M1/00(模/数转换、数/模转换)方面,分别有999件、874件和581件,各占H03M1专利数量的23%、20%和13%。
  (2) IPC分类号申请趋势分析


  图9是ADC/DAC技术专利申请数量排名前六的IPC分类的年度申请趋势。由图可以看出:在1976至1982年间,美国专利在H03K13(编码,译码,在2013版本的IPC分类中已经没有这个大组,已经被并入其他大组中)领域的研发活动比较活跃。1982年以后,H03M1领域的研发活动比其他领域要活跃很多,在1982年之后该领域的专利申请已经明显拉开与其他领域的差距。表明该技术是ADC/DAC技术的关键技术和难点所在,也是研发投入的重点。


   3.2.3 主要专利权人申请量分析
  表5为ADC/DAC技术专利申请人前十位排名,表上可见,前十排名中美国本土企业占据4家,分别为ANALOG DEVICES INC、TEXAS INSTRUMENTS INC (US)、FREESCALE SEMICONDUCTOR INC(已经和Motorola公司合并)、BROADCOM CORP (US)。分列第一,第二,第三和第八位。日本公司5家,分别为SONY COR,MITSUBISHI ELECTRIC CORP,NIPPON ELECTRIC CO,PANASONIC COR,TOSHIBA K。分列第四,第五,第六,第七,和第十位。另外还有一家荷兰公司PHILIPS CORP列为第九位。表明美国ADC/DAC技术领域在美国保持领先的地位,前三名都是本土公司。日本的跨国公司在美国进行了大量的专利布局,荷兰的跨国公司在美国也进行了一定的专利布局。
   3.2.4 近年来主要专利权人年度技术分布
  本节中专利分析的时间范围是自1994年至2013年间主要专利权人年度技术分布的情况。
  (1) ANALOG DEVICES INC
  ANALOG DEVICES INC是在ADC/DAC技术领域拥有最多专利的企业。从图10中可以看出:自1994年来ANALOG DEVICES INC在该领域一直有专利公开,主要集中在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域,1997年公开专利数最多,公开了26件该领域的专利申请。1997年之后,在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域一直都有稳定持续的研发活动。
  (2) TEXAS INSTRUMENTS INC (US)


  TEXAS INSTRUMENTS INC在ADC/DAC技术领域拥有222件专利申请,排名第二。从图11中可以看出:1994年以来,TEXAS INSTRUMENTS INC在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域一直都有比较活跃的研发投入, 在2001年和2002年达到高峰,两年均公开了19件该领域专利。


  (3) FREESCALE SEMICONDUCTOR INC
  FREESCALE SEMICONDUCTOR INC由原摩托罗拉的半导体部门组建.这里包括了FREESCALE SEMICONDUCTOR INC独立之后和之前摩托罗拉时期的数据。FREESCALE SEMICONDUCTOR INC在ADC/DAC技术领域拥有174件专利申请,排名第三。从图12中可以看出:1994年以来,FREESCALE SEMICONDUCTOR INC在H03M(一般编码、译码或代码转换)领域一直都有比较活跃的研发投入。
   4 总结


   4.1 中国和美国专利发展历程对比
  ADC/DAC技术领域,美国专利的发展要比中国专利的起步早30年。中国专利从1985年才开始有专利申请,最初的十多年间也是外国企业在中国申请的专利居多,从2004年开始,中国专利申请才走上迅速发展的道路。而美国从1955年就已经开始有专利申请,1977年开始有了迅速的发展。
   4.2 从专利权人分布来看
  中国专利前十排名中国外企业占据5家,分别为松下电器产业株式会社、联发科技股份有限公司、索尼公司、三星电子株式会社、皇家飞利浦电子股份有限公司。国内申请人中有4家是科研院所,分别为电子科技大学、复旦大学、清华大学和东南大学,还有一个申请人为个人申请人谭启仁。表明国内ADC/ DAC技术领域的研究还主要集中在科研院所。美国专利前十排名中美国本土企业占据4家,分别为ANALOG DEVICES INC、TEXAS INSTRUMENTS INC (US)、FREESCALE SEMICONDUCTOR INC、BROADCOM CORP(US)。分列第一,第二,第三和第八位。日本公司5家,分别为SONY COR,MITSUBISHI ELECTRIC CORP,NIPPON ELECTRIC CO,PANASONIC COR,TOSHIBA K。分列第四,第五,第六,第七,和第十位。另外还有一家荷兰公司PHILIPS CORP列为第九位。 表明美国ADC/DAC技术领域在美国保持领先的地位,前三名都是本土公司。
   4.3 从专利IPC分类来看
  中国专利和美国专利在ADC/DAC技术领域,IPC大组都是主要集中在H03M1(模/数转换;数/模转换)、H03M3(模拟值转换到差分调制或相反转换)领域。其中对H03M1大组进一步分析技术点构成,中国专利和美国专利H03M1绝大多数分布在H03M1/12(模/数转换器)、H03M1/66(数/模转换器)和H03M1/10(校正或测试)方面。
其他文献
据预计,2007年浙江省化肥需求400万吨,与上年基本持平。由于浙江省单季晚稻、经济作物种植面积比重有所提高,春耕期间化肥需求约150万吨。目前的库存,加上春耕期间省内工厂正常产
近年来我国社会多领域快速发展,当前事业单位要注重实施深入改革,全面适应社会基本发展需求。在人力资源管理中时间性较为突出,人力资源管理的重点内容就是强化绩效考核。基
<正>自宋代以来,曹操都是被贬为"乱世奸臣"和"一代枭雄"。至元末明初,罗贯中的《三国演义》问世,贬曹更是登峰造极;随之以后,戏曲中的曹操亦被固定为反面的舞台形象一直延传
会议
2006年12月2日,山东省莱州市金海种业有限公司与中国农业大学农学与生物技术学院共建的“中国农业大学作物栽培学博士后科研基地”签字暨揭牌仪式在金海种业举行。此次中国农
<正>自从1986年疯牛病在英国出现以来,目前已有14个国家正式公布发现了疯牛病。更为严重的是,疯牛病已导致近百人罹患变异性克雅氏症。1996年英国首先发现人感染"疯牛病"的情
会议
<正>语文课程改革要求老师转变教学方式,树立以学生为主体的教学观念,鼓励老师创造性地探索新的教学途径,改进教学方法和教学手段,组织丰富多彩的教学实践活动,为学生学习营
会议
1、产业规划支持农药企业作大。在近期出台的《中央关于制定十一五规划的建议》、《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和《中共中央国务院关于推进社会主义新农村建设的若
一、病例简介:患者女性,8岁,自出生后不久就发现颈两侧各有一小孔,经常有粘性液体流出,无臭味,无红肿热痛。身体发育、智力发育经检查正常,门诊以双侧先天性第一、第二鳃沟瘘管伴双
随着糖尿病发病率的逐年增加,由此导致的糖尿病周围神经病变亦增加.为评价弥可保和复方丹参治疗糖尿病周围神经病变的临床疗效,我院自1999年3月~2001年5月,用弥可保和复方丹参
目的:了解维吾尔族青年口腔正常者与龋病、龈炎患者唾液中一氧化氮含量的差异.方法:选择维族青年口腔正常者50名,龋病患者50名,龈炎患者50名,年龄16~18岁.采集唾液,由专业人员