从全球专利申请分布状况一窥半导体产业

本文来源微信公众号“半导体行业观察”。

现在科技发达，AI、物联网、5G这些科技为我们的生活增加许多便捷；然而，要实现AI、物联网或是5G这些高新科技，半导体的技术不容小觑，如果缺乏核心的芯片，很多智慧终端的设计都是无法实现的。然而，在半导体科技中，芯片设计的技术固然重要，但如果缺乏先进的前端制程及后端精良的封装测试技术，再优秀的芯片设计也是无法呈现的。由此可见，半导体产业环环相扣，缺一不可，所以专利布局的部分也要从整体观之，才能一窥全貌。

中国半导体行业协会知识产权工作部及上海硅知识产权交易中心（简称SSIPEX）于2019年6月出版了2018年版的《中国集成电路行业知识产权年度报告》，内容巨细靡遗，从全球到美国，再从美国到两岸，分析了全球半导体产业的专利申请状况，非常有参考价值。

从全球半导体专利分布谈起

SSIPEX报告指出，报告中的全球专利及美国专利乃基于Orbit全球专利资料库及分析系统（全球采用FamPat家族库、美国专利采用FULLPAT资料库），而专利分析对象为集成电路领域已公开的发明专利。至于中国专利部分，其检索分析工具为CNIPR专利信息分析系统，资料来源为国家知识产权局，分析对象为集成电路领域已公开的中国发明专利和实用新型。

此外，统计截止时间为2018年12月31日，由于当时2017及2018年申请的专利大部分尚未公开，因此报告中这两年的数据仅供参考。

报告显示，截至2018年12月31日为止，集成电路领域全球累计公开专利为206万7708个专利家族(以英文检索所得)，其中获授权且有效的专利家族共61万9162个，约占总数3成。而2018年度集成电路领域公开专利共172,383个，比2017年成长0.8%。

表1. 全球集成电路领域各产业专利分布(专利家族，单位：个)

表1为全球集成电路领域不同产业专利家族分布状况，很明显看出来IC设计占最大宗，晶圆制造次之，封装测试产业的占比最少。不过，不管是那一个产业，2018年的专利公开数都比2017年略为减少。

美国集成电路专利申请状况

表2是1985年至2018年底美国集成电路专利技术在不同领域的分布状况，很明显的芯片设计所占专利数最多，占整体比例约8成；其中又以类比IC专利数量居冠。而半导体制造及封测的专利数分别各占15%及5%。值得注意的是，先进封装技术的专利数占了封测技术的专利数的5成，显示了先进封装的创新活跃度很高。

表2. 美国集成电路领域专利技术布局(1985年~ 2018年底累计公开数)

表3是集成电路领域美国专利总数排名前20的专利权人及其专利数量。在美国集成电路技术专利前20大中，美国与日本厂商分别分占8家，但在专利数量上则是美国厂商多出很多；而其余4家分别是中国台湾TSMC、韩国Samsung、荷兰NXP及瑞士STMICRO。值得注意的是，TSMC的晶圆代工劲敌Global Foundries之美国专利数紧追其后，且2者在最近刚达成了长期交互授权协议，1＋1能否大于2，值得观察。

表3. 集成电路领域美国公开专利的主要专利权人(前20名) (1985年~ 2018年底累计)

中国集成电路专利申请状况

表4是中国集成电路领域专利技术布局，与美国专利分布相仿，同样是在IC设计的比例最高；另外，国外专利权人在设计、制造及封测技术的专利数量占比不低，依序为30%、37%及19%，由此可见外国厂商相当重视中国的集成电路市场。

表4. 中国集成电路领域专利技术布局(1985年~ 2018年底累计公开数)

表5为截至2018年底前集成电路领域中国公开专利的前20名主要专利权人，其中中国专利权人有8位，当中有4位为学研单位；其余的分别是日本5位、美国3位、韩国2 位、中国台湾1位及荷兰1位。值得注意的是，在中国排名前20大的外国集成电路专利权人在美国排名也是名列前茅的，在中国前20大的12名外商中，重叠的有8家，包括Qualcomm、TSMC、 Samsung、 Panasonic、Fujitsu、Intel、IBM及Sony。对这些厂商而言，中美两国都是必须集中火力的重点市场。

表5. 集成电路领域中国公开专利的主要专利权人(前20名) (1985年~ 2018年底累计公开数)

表6是累计到2018年底为止的中国前十大IC设计厂专利状况，其排名是以2018年公司营收来算，而不是以专利数目。笔者以前便曾提过，由于海思半导体的IC设计专利很多都是由华为来申请的，因此虽然身为中国10大IC设计公司的榜首，但其中美两国专利总数加总也才只有51个。另一方面，从表6可以看出中国主要的IC设计公司在中国本土申请专利很积极，尤其是紫光展锐、华大半导体及杭州士兰微电子这前3大厂商。值得一提的是表中有2家企业美国专利数量比其中国专利数量多很多，分别是豪威科技及北京矽成半导体。主要原因是这两家厂商分别收购了美商的豪威科技股份有限公司及ISSI。

表6. 2018年中国IC设计前十大企业专利状况(1985年~ 2018年底累计)

表7. 2018年中国晶圆制造前十大企业专利状况(1985年~ 2018年底累计)

表7及表8分别是依据中国半导体行业协会提供的中国大陆10家IC制造厂及10家封测厂商在中国和美国的公开专利统计情况。由于考虑到总部在海外的外国企业一般都以总公司名义在中国申请专利，因此表中之括号统计了其母公司或集团的专利公开数。

表8. 2018年中国半导体封装测试前十大企业专利状况(1985年~ 2018年底累计)