半导体行业体现了全球先进技术制高点,在本行业的技术突破,对实现我国由劳动密集型产业向高端制造方向转变具有重要的意义。同时,近年来,国内外形势风起云涌,如何避免在关键技术上受制于人、为国家安全与国民经济保驾护航,也是至关重要的议题。以专利为代表的知识产权对保障新技术的发展至关重要,同时,获取、分析行业内知识产权信息,以排查技术自由实施风险、辅助研发等也成为业界关注的焦点。为此,集微咨询重磅发布《2023年半导体行业重要技术知识产权报告》。
《2023年半导体行业重要技术知识产权报告》共分为五大篇章,九个章节,该报告展示了半导体行业发展概况、半导体行业知识产权研究基础、半导体行业专利态势、核心产业(IC设计、IC制造、IC封测)领域专利态势、支撑产业(半导体材料、半导体设备、EDA工具)领域专利态势的精彩分析。
集微咨询报告显示,2023年半导体行业全球新增专利公开及授权量为94725件,下滑2.3%。其中中国大陆专利为38686件,增长1.6%。2023年成为自2008年以来首次出现全球专利公开量下降的年份,这主要是受2023年全球半导体行业下行周期影响,企业缩减开支减少研发投入所致。2023年中国大陆半导体行业专利公开量仍呈上涨趋势,但增幅显著下滑,行业整体承压较大。
在专利地域分布方面,中国大陆、美国、韩国、日本、中国台湾地区位居全球前五。集微咨询表示,在全球整体以及美日韩等主要国家/地区专利公开量较去年下降的背景下,中国大陆以及中国台湾成为全球半导体产业创新增长的支柱。
集微咨询指出,江苏省是中国大陆集成电路产业起步早、基础好、发展快的地区之一,形成涵盖EDA、设计、制造、封装、设备、材料等较完整集成电路产业链,拥有最多的专利申请。广东、上海分属珠三角、长三角区域,整体投资环境好,集成电路产业发展繁荣,专利申请量分别位列第二、三位。
专利运营方面,2023年半导体行业新增公开/授权中国大陆专利发生转让行为共936件,特点是企业专利转让量虽多,但多为内部专利权属转移,国外企业转让频繁;专利许可方面,2023年半导体行业内共有20件公开/授权的中国大陆专利发生许可事件,多涉及设备与封装,几乎都为普通许可;专利质押方面,2023年中国大陆公开/授权半导体专利中,发生质押行为专利共48件。融资以小微企业为主,除银行外的金融机构较少参与;专利诉讼方面,业内专利诉讼主要集中在海外,共有143件专利,其中有142件涉及专利侵权案件,7件涉及权属纠纷案件。其中,美国是半导体专利侵权案件高发地,长江存储起诉美光引关注。
集微咨询报告整理了核心产业领域专利态势,包括IC设计、IC制造、IC封测领域。
IC设计领域
2023年全球公开或授权专利数量为32531件,同比增长7.35%。集微咨询报告显示,得益于巨大市场需求,中国大陆和美国仍然是IC设计领域主要的专利公开地,均呈现增长趋势。2023年美国IC设计创新回暖。韩日及中国台湾地区凭借在IC领域技术储备和一定市场容量,专利公开数量也较多。欧专局在IC设计领域专利公开相对较少,但也一改去年颓势,再度实现增长。
技术分支中,全球新型存算架构、异构集成、软硬件一体化等先进技术专利仍维持远高于行业平均增速,只有车规级SOC/MCU专利数量基本与去年持平。其中,新型存算架构专利公开数量最多,超2000件;软硬件一体化技术专利超1000件,增长超25%,创新热度高;而异构集成和车规级SOC/MCU的专利数量则相对较少。
IC制造领域
2023年该领域受全球半导体行业下行周期影响最严重。智能手机、笔记本电脑等终瑞销售疲弱,导致上游半导体存储芯片、模拟芯片等零部件需求不振。IC制造领域专利情况同样不乐观,2023年全球新公开/授权IC制造专利共17102件,同比大幅下滑22.98%。
除中国台湾之外,全球各个主要国家/地区的IC制造专利公开量均呈现下降趋势。集微咨询报告显示,全球最大两个市场中国大陆和美国的专利公开量均出现20%左右下降,对全球IC制造领域创新产生决定性影响。相较之下,欧专局的专利公开量基本保持平稳趋势,日韩的创新活动受行业不景气影响最大,专利公开量接近腰斩。
集微咨询指出,在技术分支中,FinFET、应变硅技术、多重侧墙技术等先进技术领域专利公开量下降较少,均不到10%,显著低于行业平均;3D存储芯片堆叠技术相关专利则出现断崖式下跌,减少62.94%。
IC封测领域
2023年全球IC封测技术相关专利公开或授权数量为38565件,增长1.49%,同样受全球半导体行业下行周期的影响,增速明显下降。
近两年IC封测技术专利在全球公开地域以中国大陆、美国、韩国、日本、中国台湾等为主。日本专利数量出现一定下滑,导致排名跌出前三,被韩国反超。集微咨询指出,2023年中国大陆、韩国、中国台湾等主要市场专利公开量增速均在5%左右,成为支撑全球IC封测领域创新增长的主要策源地。而通过世界知识产权组织公开的专利量则出现较大程度的降低。
技术分支中,Bumping和TSV分支专利在2023年迎来比较突出增长,行业中也出现使用玻璃通孔(TGV)做为硅通孔升级新技术,以解决TSV成本高问题,是该领域十分值得关注发展方向;2.5D/3D封装和Flip-Chip分支专利数量保持稳定;而晶圆级封装技术的专利公开量则出现较为明显下降。
集微咨询报告还整理了支撑半导体产业领域专利态势,包括半导体材料、半导体设备、EDA工具领域。
半导体材料领域
2023年全球半导体材料领域新公开/授权专利共24702件,同比增长3.84%。近年来,中国大陆半导体材料行业取得长足进步,加之受益5G、人工智能、消费电子、汽车电子等需求拉动,市场规模呈现整体向上态势。
集微咨询表示,2023年,中国大陆新增专利公开/授权量排名全球第一,高达9156件,大幅领先美国、韩国、日本等。但从专利增长情况来看,中国大陆的专利增速显著放缓,而美国则在半导体材料领域创新产出方面表现较为突出。除此之外,日本、韩国和中国台湾的专利公开量也较上年有所上涨。
技术分支中,受中国大陆光刻胶市场规模加速扩增以及技术升级影响,EUV光刻胶在2023年专利公开数量再创新高,达到3536件,并且其公开增速最快,达15.97%;相较之下,氮化镓和氧化镓领域创新活动小收缩,专利数量下降4%;而碳化硅则呈现出较为稳健发展趋势,专利公开量达2436件。
半导体设备领域
2023年全球半导体设备领域新公开/授权专利共85103件,同比增长6.53%。中国大陆半导体设备市场因近年来中美贸易战以及去年10月发布出口管制规则等影响,受到很大冲击,但同时也给国产替代带来巨大市场,引起半导体设备相关创新主体的高度重视。
2023年中国大陆新增专利公开/授权量排名全球第一,高达44791件,大幅领先美国、日本、韩国等。集微咨询指出,从增长情况来看,中国大陆专利公开量增速最快,达12.7%,成为带动全球半导体设备产业专利增长的主要驱动力,日本、韩国、中国台湾、欧洲等专利公开量也较上年有所上涨,而美国的专利公开量则略有下降。
技术分支中,近几年以来专利公开量波动一直不大。其中,CVD设备专利公开数量首次超4000件,较其他领域更被企业重视;此外,只有涂布显影设备专利数量出现小幅下跌。
EDA工具领域
2023年全球半导体EDA工具领域新公开/授权专利共2270件,同比增长22.9%,是半导体行业各分支中专利公开量增长最快速领域,也是唯一一个在本年度全球行业不景气环境下,创新活动活跃程度仍然超过2022年的领域。
中国大陆新增专利公开/授权量以1606件排名全球第一,大幅领先美国、韩国、德国等。从专利增长情况来看,中国大陆也是推动本年度全球EDA行业创新活动增长的核心力量,专利公开量增速达36.1%。集微咨询表示,此外,在中国台湾与印度这两个具有一定EDA产业分布的地区中,2023年专利公开/授权量增长比例十分突出,但这两地的专利绝对数量较低,该变化率的统计学意义目前看来并不大,有待后续年份继续观察。
2023年中国大陆主要EDA工具科创企业包括时代民芯、东方晶源、合见工软、华大九天等企业。其中时代民芯、东方晶源、合见工软在本年度内的专利公开量均超过100件,大幅领先于其他竞争对手,牢牢占据行业第一梯队位置;华大九天、全芯智造、思尔芯、芯华章等企业的专利公开量均在50件以上,位居行业第二梯队;其余企业的专利公开量则在50件以下,处于行业第三梯队。
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