297期
2021 年 11 月 24 日
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中國半導體大廠中美兩大戰場專利佈局概況
李淑蓮╱北美智權報 編輯部

如果通訊產業未來的發展會走向「一個世界,兩個系統」,那半導體產業絕對是「一個世界,兩大戰場」。特別是在中美貿易戰及科技戰持續的情況下,戰況更是激烈。據數據顯示,2020年度中國專利年度公開數量維持4萬件以上,同比增長13.7%。整體而言,83%的積體電路領域中國專利是由中國權利人申請的,只有17%由國外權利人申請,和2019年度相比持平。雖然中國專利權人申請比例較高, 但排名首兩位的專利申請人卻是外國企業,分別是韓國的三星電子及台灣的台積電,此一統計結果值得玩味。

在國家加快推動半導體產業發展相關政策支援和中國半導體市場規模快速增長的雙重驅動下,中國半導體產業規模持續成長。據中國半導體行業協會統計,2020年中國晶片產業銷售額增長17.8%,達到8,911億元人民幣。根據海關統計,2020年中國進口積體電路 5,435億件,同比增長22.1%;進口金額3,500.4億美元,同比增長14.6%。出口積體電路 2,598億件,同比增長18.8%;出口金額1,166億美元,同比增長14.8%。據世界半導體貿易統計組織(WSTS,World Semiconductor Trade Statistics)統計,2020年全球半導體市場銷售額4,390億美元,同比增長了6.5%。

從以上數據可見,中國進口積體電路不管是在數量還是金額,都比出口積體電路來得高許多;且其於2020年之積體電路進口金額占全球銷售金額近8成,由此可見,中國在積體電路領域要達到自給自足仍有一段很長的路要走。

專利保護現況

為了保護在半導體市場的技術競爭優勢,全球半導體企業於最近幾年都非常重視技術創新保護及專利佈局。近年來。半導體領域的中國專利年度公開數量開始超過美國專利年度公開數量,這除了顯示外國半導體企業越來越重視中國此一戰場外,也反映出中國半導體產業奮力一戰的決心。

據2021年3月出版的《中國積體電路行業智慧財產權年度報告 (2020版)》數據顯示,2020年度中國專利年度公開數量維持4萬件以上,同比增長13.7%。整體而言,83%的積體電路領域中國專利是由中國權利人申請的,只有17%由國外權利人申請,和2019年度相比持平。雖然中國專利權人申請比例較高, 但排名首兩位的專利申請人卻是外國企業,分別是韓國的三星電子及台灣的台積電,此一統計結果值得玩味。

從專利的類型來看,77.7%的積體電路領域中國專利是發明專利,20.8%的積體電路領域中國專利是實用新型專利。與2019年度積體電路領域中國專利相比,2020年中國發明專利占全年專利總量的比重略有下降。

表1. 中國積體電路領域專利技術佈局及主類國外權利人占比(2019 年和2020 年當年公開數)

主類 從類  2019年   2020年  2020小計 2020小計及國外權利人占比
專利數量 專利數量
設計 類此 10706 12212 26889 4842(18%)
邏輯器件 4798 4871
記憶體 3062 3495
處理器 7258 8601
製造 氧化(oxidation) 2531 2829 13626 2747(20%) 
清洗(clean)  204 229
微影(lithograph)  1717 2007
刻蝕(etch)  1943 2217
化學氣相沉積(CVD)  558 560
物理氣相沉積(PVD)  263 255
原子層沉積(ALD)  226 230
離子注入(implementation)  2958 2848
化學機械拋光(CMP)  902 1028
電晶體(transistor)  6108 6762
先進工藝先進器件  858 939
封測 引腳插入式封裝(THM)  699 771 8893 738(8%)
尺寸貼片封裝(SOP)  1153 1415
表面貼片QFP封裝  342 497
表面貼片BGA封裝  111 126
其它封裝  961 1278
先進封裝  2352 2817
線上測量(In Process Test)  2654 3361
晶片針測(CP:chip probing) 
可靠性測試(Reliability Testing) 
失效測試(Fail testing) 
壽命測試(Life testing) 

資料來源:《中國積體電路行業智慧財產權年度報告 (2020版)》,
上海矽知識產權交易中心/中國半導體行業協會知識產權工作部,2021年3月。

在積體電路產業領域中,中國專利在整體上有83%是中國權利人申請的,只有17%由國外權利人申請。針對不同類別的技術作一比較,在IC設計技術方面,中國權利人專利數量占82%,其中記憶體技術專利數量比國外權利人的數量相對較少,只占記憶體專利公開量的56%。在製造技術方面,中國權利人專利數量約占80%,其中清洗、微影、化學氣相沉積、物理氣相沉積技術的專利數量較多,原子層沉積和電晶體器件方面較弱;在IC封裝測試技術方面,中國權利人專利數量約占92%,封裝測試各技術專利相對國外權利人為多,反映了中國積體電路封裝測試技術方面積極發展的態勢。

排名現況

2020 年中國積體電路領域排名前20的專利權人如表2 所示。

雖然在排名前20大的專利權人中,中國權利人占了7成,但排名首2的位置卻是給國外廠商占去,分別是排名第一的韓國三星及排名第二的台積電,顯見國外廠商對中國此一戰場之重視程度。至於排名第3的中國專利權人蘇州浪潮智慧科技有限公司可以說是異軍突起,其中國專利從2019年的26件暴升至2020年的666件,成長了17倍。它是一家智慧型伺服器供應商,主要的專利技術為一般電腦零部件。

中國權利人共有14 位,其中有4 位是高校和科研院所。此外有4位為中國大陸的IC製造企業,分別為華虹集團、長江存儲科技、中芯國際和長鑫存儲,還有IC 設計業的華為技術。此5家中國大廠分別排名第4、5、8、9和12位。此外,前二十中國權利人中有4 位是高校和科研院所,可見高校和科研院所在中國積體電路領域是相當活躍的創新主體,台灣在這一部分好像只有工研院可以媲美,台灣大專院校在半導體領域的創新研發成績仍有很大的成長空間。

表2. 2020年半導體領域中國專利公開數量排名前20 的專利權人

排名

專利權人

國家/地區

2020年公開數量

1

三星電子株式會社

韓國

852

2

臺灣積體電路製造股份有限公司

台灣

784

3

蘇州浪潮智慧科技有限公司

中國

697

4

華虹集團*

中國

668

5

長江存儲科技*

中國

626

6

美光科技公司

美國

523

7

愛思開海力士有限公司

韓國

519

8

中芯國際*

中國

518

9

長鑫存儲技術有限公司

中國

503

10

電子科技大學

中國

386

11

中國科學院微電子研究所

中國

331

12

華為技術有限公司

中國

321

13

英特爾公司

美國

315

14

株式會社村田製作所

日本

199

15

西安電子科技大學

中國

197

16

京東方科技集團股份有限公司

中國

180

17

珠海格力電器股份有限公司

中國

172

18

諾思(天津)微系統有限責任公司

中國

164

19

OPPO廣東移動通信有限公司

中國

159

20

天津大學

中國

158

資料來源:《中國積體電路行業智慧財產權年度報告 (2020版)》,
上海矽知識產權交易中心/中國半導體行業協會知識產權工作部,2021年3月。

備註*:1.華虹集團權利人合併統計包括:上海華虹(集團)有限公司,上海華虹NEC電子有限公司,上海華虹巨集力半導體製造有限公司,上海巨集力半導體製造有限公司,上海華力微電子有限公司,上海華力積體電路製造有限公司,上海積體電路研發中心有限公司,上海華虹計通智慧系統股份有限公司,上海虹日國際電子有限公司,上海華虹摯芯電子科技有限公司,華虹科技發展有限公司,華虹半導體(無錫)有限公司。
2.長江存儲合併統計包括:長江存儲科技有限責任公司,武漢新芯積體電路製造有限公司,武漢長江存儲科技服務有限公司,紫光長存(上海)積體電路有限公司,長存創芯(北京)積體電路設計有限公司,紫光宏茂微電子(上海)有線公司(宏茂微電子(上海))。
3.中芯國際集團合併統計包括:中芯國際積體電路製造(上海)有限公司,中芯國際積體電路製造(北京)有限公司,中芯國際積體電路製造(天津)有限公司,中芯國際積體電路製造(紹興)有限公司,中芯國際積體電路新技術研發(上海)有限公司,中芯長電半導體(江陰)有限公司等子公司(詳見中芯國際2020中期報告)。

中國主要積體電路企業中國和美國專利佈局

表3是中國半導體行業協會公佈的2019 年度中國十大積體電路設計企業截至2020 年專利佈局統計情況。從表中可見,中國大陸主要IC設計企業在中國申請專利相當積極,尤其是清華紫光展銳、深圳市匯頂科技股份有限公司、杭州士蘭微電子股份有限公司、華大半導體有限公司和北京兆易創新科技股份有限公司,中國專利累積總數排名前五,分別累計公開4036 件、1879 件、1378 件、1318 件和1279 件。

至於在美國專利公開數量上,豪威集團由於是上海韋爾半導體股份有限公司合併豪威科技和思比科,且豪威科技收購美國公司豪威科技股份有限公司,因此豪威集團美國專利總數較高。此外,深圳市匯頂科技股份有限公司和清華紫光展銳由於各自在指紋識別晶片領域和通訊晶片領域已具有國際競爭力,因此美國專利數量相對較多,分別為833 和385 件美國公開專利。相對其餘7家企業在美國專利佈局較少。

表3.  2019年中國IC設計十大企業專利情況(1985年至2020年底專利累計公開數)

排名

企業名稱

中國專利

美國專利

1

深圳市海思半導體有限公司

73

5

2

豪威集團

1122

1917

3

北京智芯微電子科技有限公司

971

3

4

深圳市中興微電子技術有限公司

957

143

5

清華紫光展銳

4036

385

6

華大半導體有限公司

1318

153

7

深圳市匯頂科技股份有限公司

1879

833

8

格科微電子(上海)有限公司

552

16

9

杭州士蘭微電子股份有限公司

1378

39

10

北京兆易創新科技股份有限公司

1279

51

資料來源:《中國積體電路行業智慧財產權年度報告 (2020版)》,
上海矽知識產權交易中心/中國半導體行業協會知識產權工作部,2021年3月。

注:專利統計包含該企業名及其名下控股子、孫公司(含歷史名稱);*銷售第二的“豪威集團”的專利統計“上海韋爾半導體股份有限公司”及其旗下“豪威科技”和“思比科”等企業名下中國控股子公司,銷售第六的“清華紫光展銳”的專利統計“北京紫光展銳科技有限公司”企業名及其名下控股子、孫公司(含歷史名稱)。

表4和表5是根據中國半導體行業協會提供的中國大陸十家主要的積體電路製造企業和十家主要的封測企業在中國和美國公開的專利統計情況。考慮到總部不在中國大陸的公司一般以總公司的名義在中國申請專利,表中括弧內數字為統計了其母公司或集團公司的專利公開數量。

表4.  2019年中國半導體製造十大企業專利情況 (1985年至2020年底專利累計公開數)

排名

企業名稱

中國專利

美國專利

1

三星(中國)半導體有限公司

28(50547)

0(189147)

2

英特爾半導體(大連)有限公司

10(14434)

0(61214)

3

中芯國際積體電路製造有限公司

13940

3403

4

SK海力士半導體(中國)有限公司

0(5277)

0(25275)

5

上海華虹(集團)有限公司*

13433

613

6

台積電(中國)有限公司

0(9752)

0(45954)

7

華潤微電子有限公司

1896

295

8

和艦晶片製造(蘇州)股份有限公司

297

9

9

西安微電子技術研究所

552

0

10

武漢新芯積體電路製造有限公司

1158

74

資料來源:《中國積體電路行業智慧財產權年度報告 (2020版)》,
上海矽知識產權交易中心/中國半導體行業協會知識產權工作部,2021年3月。

注:專利統計包含該企業名及其名下控股子、孫公司(含歷史名稱)。*上海華虹(集團)有限公司統計權利人包含:上海華虹(集團)有限公司,上海華虹NEC電子有限公司,上海華虹巨集力半導體製造有限公司,上海巨集力半導體製造有限公司,上海華力微電子有限公司,上海華力積體電路製造有限公司,上海積體電路研發中心有限公司,上海華虹計通智慧系統股份有限公司,上海虹日國際電子有限公司,上海華虹摯芯電子科技有限公司,華虹科技發展有限公司,華虹半導體(無錫)有限公司,華虹科技發展有限公司。

表5. 2019年中國半導體封裝測試十大企業專利情況 (1985年至2020年底專利累計公開數)

排名

企業名稱

中國專利

美國專利

1

江蘇長電科技股份有限公司

1953

2831

2

南通華達微電子集團有限公司

1266

74

3

天水華天電子集團

961

101

4

恩智浦半導體*

2(1438)

18(10371)

5

威訊聯合半導體(北京)有限公司

0(63)

0(1332)

6

三星電子(蘇州)半導體有限公司

5(50547)

0(189147)

7

海太半導體(無錫)有限公司

273

0

8

安靠封裝測試(上海)有限公司

1(107)

0(13592)

9

全訊射頻科技(無錫)有限公司

88

2(2)

10

晟碟半導體(上海)有限公司

31(1157)

26(8623)

資料來源:《中國積體電路行業智慧財產權年度報告 (2020版)》,上海矽知識產權交易中心/中國半導體行業協會知識產權工作部,2021年3月。

從表4可見,中國半導體製造十大企業都很重視在中國的專利申請,像是排名第一的韓國三星在中國專利公開數為50547 件,排名第二的英特爾在中國專利公開數為14434 件。中國企業中,中芯國際的中國專利公開數為13940 件,上海華虹(集團)有限公司的中國專利公開數為13433 件。相對而言,半導體製造領域的主要國外企業雖然重視在美國的專利佈局,但同時在中國也有為數不少的專利佈局。而中國半導體製造領域主要企業則是側重在中國的專利佈局,在美國的專利佈局占比很小,甚至無美國專利佈局。

此外,從表5可見,中國半導體封裝測試企業的專利申請數量不及製造企業,公開的美國專利數量更少。

表6. 中國積體電路領域主要上市企業中國和美國專利佈局情況(Top 20)
(1985年至2020年底專利累計公開數)

序號

公司名稱

中國專利數量

美國專利數量

1

中芯國際積體電路製造有限公司

13940

3403

2

華力微電子

5003

241

3

杭州海康威視數位技術股份有限公司

4695

309

4

華虹半導體

2883

216

5

北方華創科技集團股份有限公司

2522

28

6

江蘇長電科技股份有限公司

1962

2831

7

曙光資訊產業股份有限公司(中科曙光)

1891

9

8

深圳市匯頂科技股份有限公司

1891

833

9

華潤微電子有限公司

1722

293

10

蘇州生益科技有限公司

1695

121

11

華大半導體有限公司

1348

153

12

北京兆易創新科技股份有限公司

1222

51

13

上海韋爾半導體股份有限公司

1127

1917

14

中科寒武紀科技股份有限公司

1060

232

15

三安光電股份有限公司

1041

53

16

南通富士通微電子股份有限公司

981

22

17

國民技術股份有限公司

928

0

18

天水華天科技股份有限公司

877

87

19

瑞芯微電子股份有限公司

859

5

20

環旭電子股份有限公司

856

299

資料來源:《中國積體電路行業智慧財產權年度報告 (2020版)》,上海矽知識產權交易中心/中國半導體行業協會知識產權工作部,2021年3月。

經統計,中國積體電路領域90家主要上市企業於1985年至2020年底中國專利累計公開62408件。排名前20的上市企業累計的中國專利公開數為50243件,約占90家上市企業專利公開總量的80.5%。可見多數中國積體電路領域上市企業專利佈局的數量較少。

中國積體電路製造領域上市企業相對重視在中國的專利申請,比如排名第一的中芯國際中國專利公開數為13940件(相較2019年增加4.6%),排名第二的華力微電子中國專利公開數為5003件(相較2019年增加13.7%)。排名第二的華力微電子和排名第四的華虹半導體同屬於上海華虹(集團)有限公司,上海華虹(集團)有限公司的中國專利公開總數為13433件(詳見表6)。

相對而言,中國積體電路領域的上市公司更重視在中國本土的專利佈局,除了中芯國際在美國專利公開數量為3403件以外,其他公司在美國的專利佈局數量較少。長電科技和上海韋爾半導體股份有限公司由於是中國企業分別收購新加坡公司星科金朋和美國公司豪威科技股份有限公司,因此兩公司美國專利總數均高於中國專利總數。

 

參考資料:

 

作者: 李淑蓮
現任: 北美智權報主編
學歷: 文化大學新聞研究所
經歷: 半導體科技雜誌(SST-Taiwan)總編輯
CompuTrade International總編輯
日本電波新聞 (Dempa Shinbun) 駐海外記者
日經亞洲電子雜誌 (台灣版) 編輯

 

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