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中國存儲器產業(yè)發(fā)展需要跨過“融入市場”與 “自主可控”兩道門檻

電子工程師 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-09-05 10:44 ? 次閱讀
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一、中國存儲器產業(yè)發(fā)展需要跨過“融入市場”與 “自主可控”兩道門檻

1.發(fā)展傳統(tǒng)存儲器是要快速融入市場,是中國產業(yè) 積累經驗的探索之路

在目前的存儲體系中,WUM內存和1UND閃存占主導地位,產業(yè)規(guī)模超過整體存儲產業(yè)的90%。然而全球市場規(guī)模超700億美元的DRAM市場被韓、美企業(yè)所瓜分,NAND市場也被韓、美、日企業(yè)所瓜分,我國存儲產業(yè)嚴重受制于人。

雖然隨著實現(xiàn)摩爾定律的腳步放緩,DRAM和NAND技術發(fā)展都面臨嚴重瓶頸,但未來一定時期內仍將占據(jù)市場主導地位。因此,我國此時發(fā)展傳統(tǒng)存儲器DRAM和NAND可以快速融入市場,積累技術和人才的同時,實現(xiàn)國內存儲產業(yè)全面國產化,縮小和國外龍頭企業(yè)之間的差距,逐步實現(xiàn)存儲產業(yè)彎道超車。

2. 發(fā)展新型存儲器是中國未來具備技術獨立和產業(yè)獨立的必經之路

大數(shù)據(jù)、云計算人工智能的出現(xiàn)要求容量大、速度快的非易失存儲器。然而在現(xiàn)有的存儲體系中,DRAM雖然數(shù)據(jù)訪問速度快,但容量太小,而且斷電后數(shù)據(jù)丟失。NAND雖然容量大,但訪問速度太慢,無法適應新興產業(yè)的需求。在此情況下,基于新的存儲機理的新型存儲器不斷涌現(xiàn),目前業(yè)界主要的新型存儲器包括相變存儲器、阻變存儲器以及磁阻存儲器。

對于上述三種新型存儲器類型,各大存儲器大廠也都在紛紛參與布局,不斷推出產業(yè)化產品及測試芯片,都希望能在未來成為存儲產業(yè)新的主導。對于這些有望在未來改 變存儲產業(yè)格局的新型存儲技術,大力加強產業(yè)投入,逐步實現(xiàn)技術自主可控,是我國未來具備技術獨立和產業(yè)獨立的必經之路。

3.傳統(tǒng)存儲器關注專利風險防范與化解,新型存儲器關注專利戰(zhàn)略謀劃與布局

目前我國已經開始投入大量資金和人力用于研發(fā)制造 DRAM和NAND芯片。之前的分析表明我國NAND產業(yè)存在知識產權風險。在DRAM存儲器領域,各公司之間專利訴訟非常頻繁,相較于國外DRAM寡頭近萬件的專利儲備,我國企業(yè)的專利儲備相當薄弱。

2017年12月存儲寡頭美國美光已經向我國DRAM企業(yè)發(fā)起訴訟,可見我國發(fā)展傳統(tǒng)存儲器DRAM 和NAND專利風險的防范與化解迫在眉睫。

另一方面,新型存儲器可能成為未來產業(yè)新的主導,國內發(fā)展該產業(yè)勢在必行。但是,我國目前在新型存儲產業(yè)投入較少,主要是科研院所進行研究,企業(yè)介入程度較低,產業(yè)化進程滯后;同時,新型存儲器類型多,產業(yè)化進程各不相同,產業(yè)路徑和模式還不明確。

如何基于國內已有的技術和人才資源,合理進行專利戰(zhàn)略謀劃與布局,在新型存儲時 代逐步實現(xiàn)我國存儲產業(yè)的自主可控是目前亟待解決的問題。

二、傳統(tǒng)DRAM存儲器產業(yè)化存在風險,需有效化解

1.全球DRAM專利布局基本完成

1)全球專利申請量達十萬余件,申請由美曰韓主導,技術步入成熟期

圖1:DRAM全球專利申請趨勢

圖1是DRAM全球專利申請趨勢圖,可以看出,自上世紀六七十年代DRAM技術出現(xiàn)開始,DRAM技術的發(fā)展經歷了技術萌芽期,至八十年代進入快速發(fā)展期,形成穩(wěn)定的技術格局。

自本世紀開始,DRAM技術專利申請量呈現(xiàn)斷崖式下降, 在2010年左右,該項技術的申請量有過短時間的波動,但是整體依然呈現(xiàn)下降趨勢。同時,圖1還顯示出美曰韓三國企業(yè)歷年申請趨勢,其與全球整體趨勢基本一致。

此外,雖然當前DRAM主場份額主要由美國美光以及韓國三星、海力士占據(jù),但是就專利申請來看,曰本企業(yè)仍在布局DRAM專利技術,以維持在該產業(yè)中的威懾力。

2)國內專利申請平穩(wěn)有降,國內申請人布局力度不足

圖2:DRAM國內專利申請趨勢

圖2是DRAM國內專利申請趨勢圖,整體專利趨勢平穩(wěn)有降。國內申請人從2000年之后才開始進行專利申請,且每年專利申請占比較小,布局力度明顯不足。

3)三星、海力士、美光處于領先地位,我國專利儲備極其薄弱

圖3:DRAM全球重要專利申請人

從全球申請人排名的情況來看,如圖3所示,DRAM存儲寡頭三星、海力士、美光具有接近萬件以上的專利申請,即便已經退出市場的廠商依然有至少超過4000件以上的專利儲備,而國內申請人專利申請僅在200件以下,專利儲備極其薄弱。

2.專利訴訟一觸即發(fā),產業(yè)護航勢在必行

我國DRAM產業(yè)處于起步期,與三星起步期相比資金、 政策、人才條件都已經初步具備,但缺少來自DRAM大廠的有效授權。同時由于隨著dram技術趨于成熟,產業(yè)開始進入到訴訟高發(fā)期,與三星起步期相比,外部環(huán)境發(fā)生了巨大的變化,圖4給出了專利申請量與訴訟量的對比情況。

圖4:專利申請量與訴訟量的對比

隨著時間的推進,包括三巨頭三星、海力士、美光在內的國外存儲器廠商積累了大量專利,而我國dram產業(yè)由于還處于起步期,專利積累極為薄弱,在產業(yè)進入訴訟高發(fā)期的背景下,我國既未獲得有效技術授權,專利儲備又嚴重不足,難以與巨頭形成交叉許可,因此存在專利風險。

1)我國將同時面臨三重專利訴訟風險

DRAM產業(yè)由群雄并起發(fā)展為寡頭壟斷,但是除了三巨頭(三星、海力士、美光)外,退市廠商也持有大量有效專利。如圖5所示,三巨頭在全球存儲器重要市場美國擁有超過2000件授權有效專利,同時已經退出市場的英飛凌、富士通、 IBM、東芝等都持有數(shù)量相當可觀的美國授權有效專利。

圖5:DRAM美國授權有效專利持有人分布情況

另一方面,從訴訟的統(tǒng)計情況來看,專利除了成為實體制造商排擠對手的武器外,還是NPE攫取利潤的工具。由此可知,我國將同時面臨來自三巨頭、退出市場的廠商以及NPE的三重專利訴訟風險。

2)制造技術和控制技術訴訟頻發(fā)

圖6:DRAM專利訴訟技術分支分布

圖6給出了DRAM專利訴訟技術分支分布情況,可以看出DRAM訴訟中包括半導體制造技術和控制技術,其中半導體制造技術占比30%,控制技術占比70%,存儲單元結構、架構和制造工藝是半導體制造技術的訴訟熱點,占比分別達 到54%、27%、17%。DDR接口技術是控制技術的訴訟熱點,占比達到58%。

3.制造技術鳳險評估

1)存儲單元結構、制造工藝和整體架構存在一定數(shù)量的核心專利

對于常規(guī)的半導體制造技術,最重要的晶圓芯片內部的陣列整體架構變化不大,無電容架構雖有專利申請但未實現(xiàn)產業(yè)化,目前主流產品均采用1晶體管1電容(1T1R)的架構,該基礎專利已經過期,架構變化嚴重依賴存儲單元結構的變化。

同時,存儲單元結構、制造技術的演進均是為了減小存儲單元面積、增大容量,對于40nm以下DRAM半導體制造技術,存在一定數(shù)量的核心專利。

對于整體封裝架構,傳統(tǒng)二維打線封裝架構和倒裝封裝架構基礎專利均已過期。對于目前產業(yè)應用前景較廣的三維 DRAM封裝架構,雖然三維堆疊封裝架構基礎專利已經過期,但是能實現(xiàn)高帶寬DRAM產品的三維TSV封裝架構以及5D/3D封裝架構都存在一定數(shù)量的核心專利。

2)40nm以下的核心專利構成知識產權風險

圖7:國內企業(yè)專利布局情況

圖7示出了國內企業(yè)已公開專利的技術分布情況,其中紅色部分是40mn以下制程專用制造技術,藍色部分為通用制造工藝。由此可知,未來主要采用的是40mn以下的制造技術,對涉及這些技術的核心專利申請人進行分析發(fā)現(xiàn), DRAM生產廠商半導體制造核心專利占比達到66%,風險專利主要被DRAM生產廠商美光、三星、海力士掌握,如圖8所示。

加上H1R的整體架構基礎專利已經過期,對于DRAM大廠而言,當前幾乎壟斷了市場,而我國企業(yè)則屬于新進入的競爭者,這些DRAM大廠很有可能利用手中的專利武器發(fā)起訴訟從而達到排除竟爭者的目的。

因此這些大廠所掌握的40mn以下的制造技術和相應的存儲單元結構核心專利對我國產業(yè)構成較高知識產權風險。此外,退出市場的廠商也持有相當比例的核心制造技術專利,其專利風險也同樣不可忽視。

圖8:核心制造技術專利權人分布

4.控制技術風險評估

1)DRAM的DDR接口標準必要專利成為訴訟利器

DRAM發(fā)展的歷史上發(fā)生過大量的專利訴訟,圖9給出了DRAM發(fā)展史上主要的訴訟發(fā)起者的訴訟規(guī)模(訴訟規(guī)模=訴訟專利件數(shù)*被告數(shù)量)排名情況。

圖9:主要訴訟發(fā)起者規(guī)模排名

其中Rambus發(fā)起的專利訴訟規(guī)模最大。對Rambus涉訴的專利進行分析發(fā)現(xiàn),全部的21項專利都屬于DDR接口標準必要專利,其中US7287109B2、US6591353BKUS6470405B2 涉訴規(guī)模最大,被告企業(yè)達29家。由于標準必要專利的控制力強,取證容易,成為了DRAM領域的訴訟利器。

2)DDR接口標準必要專利已發(fā)展至DDR4

DDR接口從DDR1發(fā)展到DDR4已歷經4代,DDR2-DDR4 在DDR1的基礎上引入了 一系列特征從而實現(xiàn)帶寬的不斷增加和電壓的不斷降低。因此,DDR接口標準必要專利由DDR1 基礎型專利和DDR2-4改進型專利構成。

3) DDR2-DDR4改進型專利構成知識產權風險

由于DDR的基礎專利已經過期,對DDR2-DDR4改進型專利進行分析,主要權利人排名情況如圖10所示。

圖10:DDR核心專利權利人排名

DDR2-DDR4改進型專利主要掌握在現(xiàn)存的DRAM廠商海力士、三星、美光和CPU廠商英特爾手中,占比達到53%,因此被這些DRAM廠商所掌握的DDR核心專利對我國DRAM產業(yè)構成了較大的專利風險。此外,已經退出市場的廠商、NPE和小型存儲企業(yè)也持有相當部分的DDR核心專利,其風險也不可忽視。

5. 建議積極引進合作,化解專利風險

1)尋求專利許可,合理控制授權許可費

國內企業(yè)在尋求專利許可時,應通過談判將授權許可費控制在合理范圍內,不應超過該許可費最高估值。

2) 尋求核心專利收儲

DRAM歷史上發(fā)生過專利收購的價格并不統(tǒng)一,但專利的價值主要取決于市場上是否存在侵權的產品,同時這些侵權產品的侵權證據(jù)是否容易收集。除此之外,專利許可買賣歷史及價格、專利的壽命、市場容量以及消費需求等也是影響專利價值評估的至關重要的因素。

6.布局核心專利,參與標準制定,化解專利風險

積極布局易于侵權判定的存儲單元結構及DDR接口技術核心專利,跟隨JEDEC標準組織的DDR接口標準加強專利布局。

雖然DRAM半導體制造和控制技術核心專利主要被國外存儲廠商把控,我國DRAM企業(yè)仍需要在存儲單元結構、DDR 接口技術等易于侵權判定的專利技術上積極布局,增加可以進行反訴甚至可以主動訴訟的專利,即具備進攻屬性的專利儲備。

一方面,半導體制造上布局垂直晶體管、杯狀電容、 高K電容、蜂巢電容結構等40nm以下存儲單元結構核心技術。另一方面,如圖11所示>DDR技術產業(yè)的布局重點是 SRT、ODT、ASR等降低功耗的技術,我國應加強這些分支的研究和專利布局,最終努力參與DDR接口技術新標準的制定。

圖11:控制技術專利布局

三、新型存儲器格局未定,各國爭先布局

1.全球存儲寡頭加大新型存儲器投入,相變、磁阻、阻變存儲器并行研發(fā)

國際存儲器巨頭對新型存儲器體現(xiàn)出了巨大的熱情,紛紛加大研發(fā)投入。如圖12所示,從專利申請數(shù)量上來看,國際存儲器巨頭,例如三星、美光、海力士等,均在相變、 阻變、磁阻存儲器上投入了較大的研究力量,布局大量專利。

圖12:國際存儲器巨頭新型存儲器專利布局情況

2.全球相變存儲器主要分為三大陣營,中國具備一定的研發(fā)實力

通過梳理相變存儲器全球技術發(fā)展路線,發(fā)現(xiàn)存儲材料趨向三元合金材料GST;存儲單元結構趨向集成度高的1S1R; 存儲陣列趨向實現(xiàn)大容量的垂直堆疊;制造工藝包括光刻、 掩膜等工藝,控制技術集中在讀寫性能的提高和多值控制。

如圖13,通過對相變存儲器的專利按照聯(lián)合申請和轉讓的情況進行共現(xiàn)分析。根據(jù)專利體現(xiàn)出的關聯(lián)度并結合產業(yè)信息,相變存儲器的申請人主要集中為三大陣營。

分別是三星和相關科研機構組成的三星陣營,英特爾、美光聯(lián)合意法半導體和OVONYX組成的英特爾、美光陣營,以及以IBM、英飛凌、旺宏電子和奇夢達為代表的IBM陣營,當然還存在如海力士、東芝等其他研究力量。中國方面,中科院也與中芯國際聯(lián)合進行研發(fā),具備一定實力。

圖13:相變存儲器申請人聯(lián)合申請與許可關聯(lián)圖

1)英特爾與美光陣營善用全球資源,共享優(yōu)質人才, 把控核心專利,實現(xiàn)產業(yè)領先

英特爾與美光密切關注掌握核心技術的小型創(chuàng)新型企業(yè)。如圖14所示,1970年英特爾和能源轉換裝置公司合作研發(fā)了世界上第一個256位半導體相變存儲器。1999年,能量轉換裝置公司則與美光前副主席建立了新的子公司 0V0NYX。

圖14:莢特爾/美光與其它公司的合作關系

2000年,英特爾與OVONYX發(fā)表了合作與許可協(xié)議; 2012年美光收購破產的能量轉換公司,獲得其下OVONYX關于相變存儲器的所有知識產權。

英特爾與美光共享優(yōu)質人才,深度合作。如圖15所示,在相變存儲器領域英特爾與美光的主要發(fā)明人存在著大量交叉的現(xiàn)象,這說明英特爾與美光進行了深度合作研發(fā)。

圖15:英特爾與美光的相變存儲器專利中發(fā)明人的交叉情況

英特爾與美光基于收購的原型技術持續(xù)改進,搶占關鍵節(jié)點。英特爾在存儲材料中全面進行布局。在存儲單元結構中,英特爾主要在存儲單元結構中的控制單元上進行深入研究,提出了以雙向閾值開關(OTS)為基礎的存儲單元結構。

在存儲陣列中,英特爾先后在平面堆疊和垂直堆疊上進行專利布局,并基于1D1R結構的三維平面堆疊方式為大容量奠定基礎。在存儲材料和存儲單元結構相繼得到突破后,英特爾注重制造工藝以及控制技術的專利布局。

和英特爾的專利布局策略相似,在存儲材料方面,美光同時在二元合金和三元合金積極進行布局。在存儲單元結構上,基于Ovonyx的雙向閾值開關技術進行改進,申請雙向閾值開關以及1S1R相關專利技術。為了提高相變存儲器的存儲容量,美光主要專注于垂直堆疊技術。

圖16:美光與英特爾收儲OTS核心專利,加以改進并實現(xiàn)技術突破

如圖16所示,美光還進一步在與英特爾的合作研發(fā)過程中對核心專利加以改進,進行繼續(xù)研發(fā),布局了多篇OTS選通管改進型專利,實現(xiàn)技術突破。

基于在多個重要技術節(jié)點上取得的突破和技術的全面性,英特爾和美光于2015年率先量產容量為128Gb的相變存儲器一3DXPoint,在新型存儲領域占得優(yōu)勢。

2)三星關鍵技術節(jié)點研發(fā)受挫,當前重新跟隨英特爾、美光腳步

三星僅實現(xiàn)較小容量的相變存儲器產品。2008年,三星公司基于90nm工藝成功制備了 512Mb相變存儲器芯片,2011年基于58nm工藝制備1Gb相變存儲器芯片,2012年基于20nm工藝制備8Gb相變存儲器芯片,而隨后幾年沒有在相變存儲器實現(xiàn)更大容量的突破。

三星產品容量受限,后續(xù)緊跟英特爾美光步伐。在相變材料上三星布局較為均勻,在二元合金、三元 金材料中均有布局。在存儲單元結構方面,三星的專利技術主要集中在1T1R以及1D1R結構,并在這兩種結構上廣泛布局,直到2013年開始追隨英特爾美光在1S1R結構上有所申請。

三星在2012年以前主要采用了傳統(tǒng)的晶體管或二極管作為相變存儲器的選擇器件,限制了相變存儲器容量的提升。在英特爾與美光宣布3DXPoint技術實現(xiàn)了相變存儲器的技術突破后,三星在2016年以后分別對3DXPoint的存儲單元、熱絕緣層、0TS控制管等結構布局了一批3DXPoint的外圍技術。

3)我國有望實現(xiàn)大容量相變存儲器

中科院微系統(tǒng)所是我國相變存儲器產業(yè)創(chuàng)新主體。相變存儲器領域,我國創(chuàng)新主體的專利申請量排名如下圖所示。中科院上海徽系統(tǒng)與信息所合作中芯國際研發(fā)生產Kb級打印機用相變存儲器芯片,是目前我國相變存儲器發(fā)展的主要力量。

圖17:我國相變存儲器申請人排名

中科院微系統(tǒng)所技術有望實現(xiàn)大容量產品,但部分核心技術被英特爾、美光搶先布局。

中科院徽系統(tǒng)所作為我國相變存儲器領域申請量排名第一的創(chuàng)新主體,具有深厚的專利技術儲備,其專利布局特點在于:(1)規(guī)模性:在相變存儲器各技術分支上均有完備的布局,能夠形成大容量相變存儲器的完整技術鏈;(2)多樣性:在相變材料等關鍵技術分支上具有差異化的布局,具有多種技術路徑,具有規(guī)避知識產權風險的可能。

但相變存儲器三大核心技術存儲材料、存儲單元結構和存儲陣列的基礎專利都牢牢掌握在英特爾和美光手中,釆用上述技術均會導致知識產權風險。

其中,僅相變材料具有多種可選的獨立自主技術路徑,一方面,我國應當在自主技術的基礎上努力尋求專利許可來發(fā)展相變存儲器產業(yè);同時,還應當加大研發(fā)投入,在結構及陣列技術領域形成擁有自主知識產權的技術。

3.全球半導體制造企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)主體,共同推進阻變存儲器產業(yè)化

1)存儲器巨頭美光聯(lián)手索尼,海力士聯(lián)手惠普

如圖18所示,國外阻變存儲器產業(yè)的現(xiàn)狀是,各大存儲器行業(yè)巨頭已經分別生產出各自的測試芯片,但至今沒有一家公司實現(xiàn)量產。為了實現(xiàn)技術的優(yōu)勢互補和強強聯(lián)合, 國外各大存儲器公司釆用公司合作的方式進行阻變存儲的研發(fā)。

具體地,惠普的材料技術聯(lián)合海力士先進的半導體制造工藝,共同實現(xiàn)技術突破;索尼借助美光制造技術,共同研發(fā)推出16Gb (2GB)阻變存儲器芯片;閃迪和東芝共同 進行專利申請,率先推出32GB阻變存儲器測試晶片; CROSSBAR利用自主研發(fā)結合中芯國際的制造力量,產出1TB 存儲器。

圖18:國外主要公司合作態(tài)勢

2)中芯國際合作創(chuàng)新企業(yè)CROSSBAR

CROSSBAR公司借助密歇根大學盧偉教授團隊的阻變存儲器研發(fā)力量,實現(xiàn)阻變存儲器快速發(fā)展的同時,與中芯國際達成合作。中芯國際利用自家低溫BE0L制程,幫助CROSSBAR代工試產阻變存儲器,將多層阻變存儲器單元結構整合至CMOS晶圓之上,正式出樣的40ntn工藝的阻變存儲器芯片實現(xiàn)級存儲,是目前阻變存儲器領域離商業(yè)化進程最近的產品。

但在與創(chuàng)新企業(yè)CROSSBAR合作過程中,中芯國際沒有在相關技術的核心節(jié)點上進行專利布局。

4.全球半導體巨頭聯(lián)合小型創(chuàng)新企業(yè),共推磁阻存儲器產業(yè)化

1)三星收購磁阻存儲創(chuàng)新型公司GRANDIS,快速切入磁阻存儲產業(yè)

如圖19所示,三星在2010年轉入磁阻存儲器領域,在2018年即將實現(xiàn)磁阻存儲器(STT-MRAM類型)的量產,三 星短時間內切入磁阻存儲器領域并實現(xiàn)量產的原因之一在于其尋找到合適的收購目標GRANDIS。通過收購,三星獲得磁阻存儲器(STT-MRAM類型)核心專利一百佘件。

圖19:Grandis 合作以及被并購情況

2)制造巨頭格羅方德合作創(chuàng)新主體EVERSPIN,共享專利技術

Everspin成立于2008年,是一家專業(yè)從事磁阻存儲器研發(fā)的創(chuàng)新型企業(yè),目前市場上有兩種類型的磁阻存儲器已經量產,均為Everspin公司的產品。

如圖20所示,Everspin和半導體制造大廠格羅方德從2014年就STT-MRAM類型磁阻存儲器技術進行合作推動 STT-MRAM商業(yè)化進程,Everspin提供芯片技術,格羅方德則提供生產線以及制造工藝,并為Everspin注資2900萬美元進行STT-MRAM 的研發(fā),二者之間共享所有知識產權。

圖20:Everspin 以及格羅方德合作模式

5.小結

1)國際存儲巨頭紛紛聯(lián)手創(chuàng)新型科技機構

圖21:國外相變存器產業(yè)發(fā)模式

如圖21所示,相變存儲器三大陣營中的英特爾、美光 陣營和IBM陣營都釆取研發(fā)型科技機構+存儲器制造廠的合作模式。英特爾、美光通過合作、并購獲取了 OVONYX和能 源轉換公司的核心技術,并在此基礎上加以改進實現(xiàn)技術領先,同時進行相應專利布局;旺宏電子通過與IBM進行合作, 充分利用兩家企業(yè)的研發(fā)優(yōu)勢,通過聯(lián)合申請大量布局專利。

此外,在磁阻、阻變存儲器領域,該模式也被廣泛采用,如圖22所示。在磁阻領域,三星收購了 Grandis,獲取其關鍵技術,格羅方德則與Everspin簽署了合作協(xié)議。在阻變領域,中芯國際則與Crossbar取得了合作,并推出了樣片。

圖22:國外磁阻、阻變存儲器產模式

在新型存儲器領域,一些研發(fā)型科研機構有能力在技術上取得突破,但存儲器的制造,甚至僅僅是研發(fā)產品的流片都具有十分高的門檻,因此僅僅靠科研機構無法讓新型存儲器跨越實驗室與產業(yè)化之間的鴻溝。而對于存儲器大廠而言,由于新型存儲技術路線還不明朗,研發(fā)投入巨大且技術產出成果難以預計,研發(fā)風險大。

因此業(yè)內優(yōu)秀的科研機構均樂于與存儲器制造廠合作,存儲器制造廠也常常通過收 購、并購科研機構,以將原型技術進行產業(yè)化,占據(jù)新的領域高點。

通過這種合作模式,業(yè)內的創(chuàng)新主體們在新型存儲領域取得了一個又一個的突破,甚至有的已經率先實現(xiàn)大容量新型存儲器產業(yè)化,如圖23所示,“研發(fā)型科研機構+存 儲器制造廠”這種模式已成為業(yè)內實現(xiàn)產業(yè)化的主流模式。

圖23:新型存儲國際主流合作模式

依托這種合作模式,存儲器廠通過專利收儲、聯(lián)合申請等方式,獲取了研發(fā)型科研機構的核心技術,同時也增強了自身的專利布局,提升產業(yè)控制力。比如,在三星收購Grandis的同時也收儲了其100余件專利;英特爾和美光在收購能源轉換公司(ECD)的同時也收儲其20余件專利,實現(xiàn)了技術突破,并基于收儲專利進行進一步專利布局;旺宏電子和其合作伙伴IBM也進行了100余件專利的聯(lián)合申請, 實現(xiàn)技術的互利共贏。

國際存儲器制造大廠與研發(fā)型科研機構合作的這種方式,迅速搶占專利高地,完善自身布局結構,為今后產業(yè)控制力的較量奠定基礎。

2)我國初步形成半導體廠聯(lián)合創(chuàng)新型機構的新型存儲研發(fā)模式

在我國,中芯國際也開始嘗試這種“研發(fā)型科研機構+ 存儲器制造廠”的合作模式,如圖24所示,中芯國際在三個存儲器領域均有涉獵,在相變、磁阻、阻變分別與中科院徽系統(tǒng)所、中科院物理所以及國外企業(yè)CROSSBAR進行合作。

但我國的這種合作模式與國外相比仍存在一些問題。下面將以相變領域中芯國際和中科院微系統(tǒng)所的合作與英特爾和 0V0NYX的合作進行對比,分析國內合作存在的問題。

圖24:中芯國際新型存儲合作情況

如圖25所示,中芯國際的申請量僅為英特爾的不足四分之一,獨立權利要求特征較多,保護范圍較小,同時權利要求數(shù)量不多,未形成層次化保護。

圖25:中芯國際、英特爾專利情況對比

不僅僅是在專利數(shù)量和質量上,在專利布局結構上也有較大的缺失,如圖26所示,中芯國際的專利布局主要分布在制造工藝,占比近一半,而在存儲陣列和控制技術方面缺失嚴重。

圖26:中芯國際專利布局情況

如圖27所示,在專利數(shù)量上中科院微系統(tǒng)所雖然有一定的積累,但仍僅為0V0NYX的一半不到,在保護范圍和權利要求數(shù)量方面也暴露了高校申請專利的短板,保護范圍小,權利要求數(shù)量少,未能形成層次化保護。

圖27:中科院微系統(tǒng)所、OVONYX專利情況對比

因此,在我國“研發(fā)型科研機構+存儲器制造廠”的合作模式并未充分地運轉起來,存儲器廠并未真正有效地消化、吸收科研機構的技術,并借此完善專利布局,提升產業(yè)控制力。具體表現(xiàn)為存儲器廠和科研機構的專利數(shù)量少、質量低、布局結構不合理等。

四、我國存儲器產業(yè)知識產權戰(zhàn)略規(guī)劃

1.科學制定分階段知識產權戰(zhàn)略目標

1)傳統(tǒng)DRAM存儲器采取“防守進攻”專利策略

目前存儲寡頭全球擁有超過萬件專利申請,在國內擁有接近400件的專利申請?;诖耍瑸楸U衔覈鳧RAM產業(yè)安全,先力求國內市場實現(xiàn)與存儲寡頭企業(yè)在專利上的抗衡,累積專利申請,國內申請總量和有效專利數(shù)量基本與存儲寡頭達到同一竟爭體量。

隨后力求在全球市場實現(xiàn)與存儲寡頭企業(yè)在專利上的抗衡。增強專利海外布局,力爭在我國涉及存儲產品的主要貿易目的地實現(xiàn)與存儲寡頭專利量達到同 一競爭體量。

2)新型存儲器采取“攻守兼?zhèn)洹睂@呗?/p>

對于新型存儲器,我國必須從現(xiàn)在開始有計劃地進行戰(zhàn)略專利儲備。

2.多措并舉,提升關鍵技術專利質量,培育高價值專利

通過加強地方專利申請扶持政策的方向性引導、強化專利質量監(jiān)控和反饋等多種方式培育dram、新型存儲器高價值專利。

重點培育涉及dram易于侵權判定技術、高帶寬產品封 裝架構的高價值專利;重點培育新型存儲核心技術分支的高價值專利。

3.引導建立我國存儲器產業(yè)知識產權聯(lián)盟,應對專利風險,增強產業(yè)控制力

引導建立我國存儲器產業(yè)知識產權聯(lián)盟,通過聯(lián)盟應對風險。力爭在未來的新型存儲時代確立知識產權優(yōu)勢,產業(yè)聯(lián)盟完成從“風險防御”階段向“產業(yè)主導”階段轉型。

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原文標題:深度長文 | 下一代半導體存儲器 專利分析評議報告

文章出處:【微信號:IC-008,微信公眾號:半導體那些事兒】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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