根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2021年全球半導(dǎo)體產(chǎn)值超過5500億美元,創(chuàng)歷史新高。半導(dǎo)體材料市場規(guī)模達(dá)643億美元,同比增長15.9%,其中中國大陸的半導(dǎo)體材料市場占比18.6%。盡管市場規(guī)模逐步提高,但我國大量市場份額被海外廠商占據(jù),國產(chǎn)化率非常低。
國產(chǎn)化率的低迷導(dǎo)致我國半導(dǎo)體材料受制于人的問題突出,加之近年來,美國及其伙伴國家多次出臺政策提高對我國出口半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)的限制級別,將一些關(guān)鍵材料列入管制清單,極大地威脅了我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和相關(guān)工業(yè)體系的安全。特別是具有戰(zhàn)略性、先導(dǎo)性地位的先進(jìn)半導(dǎo)體材料,是美國對我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)施重點(diǎn)打擊、圍剿的對象。2022年8月,美國商務(wù)部工業(yè)和安全局(BIS)再次發(fā)布最新的對華出口禁令,對以金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料實(shí)施了出口管制。該禁令是美國全面實(shí)施衍生技術(shù)制裁的一部分,將對中國先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響。
而另一方面,該禁令也給國內(nèi)半導(dǎo)體材料廠商帶來了發(fā)展機(jī)遇,倒逼國內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)自主探尋半導(dǎo)體材料的國產(chǎn)化之路。目前,在第三代半導(dǎo)體材料(氮化鎵、碳化硅等)、第四代半導(dǎo)體材料(氧化鎵、金剛石等)等重要半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,市場尚未發(fā)展成熟,我國與發(fā)達(dá)國家基本處于同一起跑線。隨著這些先進(jìn)半導(dǎo)體材料的應(yīng)用逐漸深入,我國將獲得與發(fā)達(dá)國家同臺競爭的機(jī)會,國內(nèi)企業(yè)應(yīng)當(dāng)把握這一歷史機(jī)遇,整合優(yōu)質(zhì)資源,突破核心技術(shù),打造本土產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)先進(jìn)半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的自主可控。
下文涉及的專利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)則說明如下:
1、企業(yè)包括“企查查”統(tǒng)計(jì)的“持股比例”或“對外投資比例”50%以上的主體;
2、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)截至2022年9月30日,來源IncoPat專利數(shù)據(jù)庫,愛集微知識產(chǎn)權(quán)整理;
3、海外專利包含世界知識產(chǎn)權(quán)組織(WO)和中國臺灣地區(qū)(TW)專利。
國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)——創(chuàng)新實(shí)力榜單
我們從專利布局、有效性、技術(shù)、法律和經(jīng)濟(jì)等五個(gè)維度選取客觀指標(biāo),基于合理的權(quán)重生成專利價(jià)值度,用以量化企業(yè)專利的價(jià)值高低。專利價(jià)值度兼顧了企業(yè)的專利布局策略的健康度、國際視野、文件撰寫質(zhì)量等多重因素。根據(jù)企業(yè)的專利總量和專利價(jià)值度,計(jì)算得到各企業(yè)專利創(chuàng)新分值,在此基礎(chǔ)上發(fā)布國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)專利創(chuàng)新十強(qiáng)榜單。
中電科13所(河北半導(dǎo)體研究所)以超過1000分的專利創(chuàng)新分值位列榜單第一位,接近排名第二的華燦光電的2倍。作為我國核心電子器件的排頭兵,其市場地位、科技創(chuàng)新實(shí)力與知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)實(shí)力均不容小覷。中電科13所擁有專用集成電路國家級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家科技部863計(jì)劃光電子器件產(chǎn)業(yè)化基地和MEMS工藝封裝基地、博士后科研工作站及十個(gè)專業(yè)部、研究室,7條中試線和8個(gè)控股高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司,科研實(shí)力強(qiáng)勁。2022年,中電科13所全面開啟“碳化硅年”,以其6英寸碳化硅工藝線為硬件基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了車規(guī)級高壓碳化硅MOSFET的批量生產(chǎn)。同時(shí),中電科13所還突破5G基站用氮化鎵芯片技術(shù),將電流崩塌降低了3倍,實(shí)現(xiàn)了我國氮化鎵芯片的自主創(chuàng)新。
排名第2與第3位的華燦光電和中材高新的專利創(chuàng)新分值在500左右,居于行業(yè)第二梯隊(duì)。其中華燦光電的主打產(chǎn)品Mini/MicroLED中采用氮化鎵作為LED芯片的外延材料。排名第5-10位的企業(yè)專利創(chuàng)新分值差異并不明顯,大多在100-250之間,居于行業(yè)第三梯隊(duì)。
整體來看,中電科13所在我國半導(dǎo)體先進(jìn)材料領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力穩(wěn)坐頭把交椅,與其他企業(yè)拉開了較大差距,短期之內(nèi)難以被超越。而第三梯隊(duì)的企業(yè)相比于第二梯隊(duì)的企業(yè),在專利創(chuàng)新實(shí)力上的差距并沒有第二梯隊(duì)企業(yè)與中電科13所的差距大,未來在市場和知識產(chǎn)權(quán)競爭中是否會實(shí)現(xiàn)趕超,將值得期待。
國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)——國際視野榜單
海外專利布局對國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)參與全球市場競爭的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)與國際市場話語權(quán)具有重大意義,體現(xiàn)了企業(yè)的國際視野。同時(shí),海外專利也是企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)出海、與國際巨頭進(jìn)行競爭的重要武器。針對國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)的海外專利布局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),發(fā)布國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)國際視野十強(qiáng)榜單。
在國際視野十強(qiáng)榜單中,晶湛半導(dǎo)體無論是海外布局的專利數(shù)量還是海外專利的占比都大幅領(lǐng)先于其他企業(yè),尤其是其海外專利占比接近70%,在國內(nèi)的先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)中獨(dú)樹一幟。排名第2名的英諾賽科雖然海外專利占公司全部專利的比例與晶湛半導(dǎo)體還有不小的差距,但數(shù)量也在100件以上,表明其對海外專利布局也較為重視。
而國內(nèi)其他企業(yè)則在國際視野方面與前述2家企業(yè)的差距較大,海外專利布局整體較為薄弱。具體體現(xiàn)為專利申請量大的企業(yè)海外布局占比小,對搶占國外相關(guān)市場的意愿不高,或?qū)Ξa(chǎn)品出海的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)認(rèn)識不足。例如中電科13所,海外專利布局雖有64項(xiàng),但占比僅有3.03%,在國內(nèi)半導(dǎo)體先進(jìn)材料企業(yè)中排名第9。這一現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)引起行業(yè)龍頭企業(yè)的重視。另外,一些新興領(lǐng)域的企業(yè)雖然對海外專利布局的熱情很高,但不論是從公司體量、行業(yè)地位、創(chuàng)新實(shí)力還是專利積累來看,都仍處于發(fā)展初期。例如富加鎵業(yè),由于公司成立時(shí)間不久,加之氧化鎵是近幾年才興起的第四代半導(dǎo)體材料,因此雖然其2022年在氧化鎵材料領(lǐng)域?qū)@_量排名第一,海外布局的專利占比也較高,但從海外專利數(shù)量上看僅有17項(xiàng),相比行業(yè)頭部企業(yè)仍未形成明顯的競爭優(yōu)勢。
國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)——行業(yè)影響力榜單
以專利被引用情況作為企業(yè)的技術(shù)對行業(yè)技術(shù)的貢獻(xiàn)大小的參照。專利被引用的情況包括被其他專利文獻(xiàn)公開引用,或在其他專利的實(shí)質(zhì)審查程序中審查員將本專利文獻(xiàn)作為對比文獻(xiàn)在通知書或檢索報(bào)告中引用。專利被引用比例的高低反映出企業(yè)披露的專利對應(yīng)的技術(shù)方案的研究熱度和業(yè)內(nèi)關(guān)注活躍度,側(cè)面反映出企業(yè)專利的技術(shù)先進(jìn)性,可作為企業(yè)的技術(shù)對行業(yè)技術(shù)貢獻(xiàn)度的體現(xiàn)?;趪鴥?nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)的專利被引用數(shù)量與比例的綜合考慮,發(fā)布企業(yè)技術(shù)的行業(yè)影響力十強(qiáng)榜單。
通過專利被引用情況作為線索進(jìn)行技術(shù)追蹤與風(fēng)險(xiǎn)排查,是業(yè)內(nèi)企業(yè)可以選擇關(guān)注的議題。行業(yè)影響力十強(qiáng)榜單中,排名前兩位的世紀(jì)金光和同光晶體雖然專利總量不多,但有約一半的專利被其他專利引用,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他上榜企業(yè),顯示出這兩家企業(yè)在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,其專利披露的技術(shù)內(nèi)容受到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。
國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè)——新秀企業(yè)榜單
為了推進(jìn)中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2014年9月,第一期國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(“國家大基金”)成立。自國家大基金成立以來,各地涌現(xiàn)出不少集成電路新秀企業(yè)。針對成立于2014年9月后的集成電路第三代、第四代半導(dǎo)體企業(yè),綜合企業(yè)專利年產(chǎn)出量、專利價(jià)值度等多維度數(shù)據(jù),發(fā)布新秀企業(yè)專利實(shí)力十強(qiáng)榜單。
本次發(fā)布的榜單針對以第三代、第四代半導(dǎo)體為代表的中國大陸先進(jìn)半導(dǎo)體材料企業(yè),由于企業(yè)的發(fā)展歷史、技術(shù)積累、產(chǎn)業(yè)規(guī)模等多方面的因素,目前在分值上具有一定的差異。公眾可通過各個(gè)企業(yè)間的數(shù)據(jù)對比,作為企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力、知識產(chǎn)權(quán)的重視程度和投入的參考。
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