《半导体行业专利信息分析及预警报告》部分摘要

第一章  半导体行业专利分析概要

1. 半导体行业发展概况

半导体技术是当今世界最有活力的技术领域之一，在智能手机和平板电脑等移动终端市场增长的带动下，全球半导体产业正在蓬勃发展，当前全球半导体产业年产值达3000亿美元左右。通常认为集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是半导体技术的核心，而集成电路又可以细分为集成电路设计、集成电路制造和集成电路封装测试三部分，它的发展及其在各个领域的广泛应用，极大地推动了科学技术的进步和经济增长，各国都把集成电路产业作为战略性产业来对待，其技术水平的高低和产业规模的大小已成为衡量一个国家技术、经济发展和国防实力的重要标志。为此各国竞相投入大量的人力、物力和资金，促进其发展，并依靠应用半导体技术为基础的电子信息技术改造现有的传统产业。

1.1 半导体发展史

1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。

1839年，法国贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。

1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。

1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。

1938年，波欧（Robert Pohl）与赫希（Rudolf Hilsch）使用溴化钾晶体与钨丝做成闸极，尽管其操作频率只有一赫兹，并无实际用途，却证明了类似真空管的固态三端子元件的实用性。

1947 年，美国贝尔实验室的巴定（J. Bardeen）和布莱坦（W. H. Brattain）用一块三角形塑胶，在塑胶角上贴上金箔，然后用刀片切开一条细缝，形成了两个距离很近的电极，其中，加正电压的称为射极，负电压的称为集极，塑胶下方接触的锗晶体就是基极，构成第一个点接触晶体管，开创了人类的硅文明时代。

1954年5月，第一颗以硅做成的晶体管才由美国德州仪器公司开发成功；基本同一时期，利用气体扩散来把杂质掺入半导体的技术也由贝尔实验室与通用公司研发出来。

1952年，英国的杜默（Geoffrey W. A. Dummer）就提出集成电路的构想，他设想按照电子线路的要求，将一个线路所包含的晶体管和二极管，以及其他必要的元件统统集合在一块半导体芯片上，从而构成一块具有预定功能的电路。

1958 年，仙童公司诺伊斯与德仪公司基尔比间隔数月分别发明了集成电路，开创了世界微电子学的历史。

1960年，外延（epitaxy）技术也由贝尔实验室发展出来了。至此，半导体工业获得了可以批次生产的能力，终于站稳脚步，开始快速成长。

1962年，世界上出现了第一块集成电路正式商品，这预示着第三代电子器件已正式登上电子学舞台。

1964年，仙童半导体公司创始人之一摩尔博士，提出摩尔定律，预测晶体管集成度将会每18个月增加1倍。

1965年，仙童公司的施密特（J. D. Schmidt）使用金属-氧化物-半导体晶体管技术做成实验性的随机存取存储器。

1970年，通用微电子（General Microelectronics）与通用仪器公司（General Instruments），解决了硅与二氧化硅界面间大量表面态的问题，开发出金属-氧化物-半导体晶体管（metal-oxide-semiconductor，MOS）。

1971年，世界上第一个微处理器4004诞生了，它包括一个四位元的平行加法器、十六个四位元的暂存器、一个储存器与一个下推堆叠 （push-down stack），共计约二千三百个晶体管；4004与其他只读存储器、移位暂存器与随机存取存储器，结合成MCS-4微电脑系统；从此之后，各种集成度更高、功能更强的微处理器开始快速发展，对电子业产生巨大影响。

1.2 半导体产业链发展概况

半导体产业是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，是信息产业发展的核心和关键。在半导体产业发展过程中，其产业链逐步细化而形成了集成电路设计、集成电路制造、封装测试及半导体材料四大块（如下图所示）。

1.2.1　集成电路设计

集成电路设计是集成电路研究和开发的第一步，也是最重要的一步。在集成电路设计方面，随着市场对芯片小尺寸、高性能、高可靠性、节能环保的要求不断提高，高集成度、低功耗的系统级（SOC）芯片将成为未来主要的发展方向，软硬件协同设计、IP复用等设计技术也将得到广泛应用。

截至2012年12月31日，全球的集成电路设计相关专利申请总量为768531件，其中发明专利申请有587926件，约占76. 5%，实用新型有180605，约占23. 5%。

1.2.2 集成电路制造

集成电路制造过程也是微细加工过程，制造过程包括硅片制备、芯片加工、芯片测试和拣选。涉及技术包括氧化、沉积、金属化、光刻、蚀刻、离子注入、抛光和器件技术等。

从1986年开始，集成电路制造的申请开始有了逐步的增长，自1999年开始该技术呈指数形式增长。直至2008年，申请量较1999年增长到了10倍以上。所以集成电路制造申请量的增长可以分为两个阶段，第一个阶段是1986-1999年，这一阶段，该技术处于起步阶段；第二阶段则是2000年至今，该技术伴随着专利的高速稳步增长而快速发展。

1.2.3 封装测试

集成电路封装狭义上是指利用掩膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在基板上布置、粘贴和连接，引出接线端子并通过可塑性绝缘介质封装固定，构成整体立体的工艺。更广义上，封装是指封装工程。即将封装体与基板连接固定，装配成完整的系统和电子设备，从而实现整个系统的综合功能。封装的目的在于保护芯片不受或少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，使集成电路具有稳定、正常的功能。

集成电路测试是指导产品设计、生产和实用的重要依据，是提高产品质量和可靠性、进行全面质量管理的有效措施。

封装测试是对设计和制造一个非常重要的整合过程，以近两年全球半导体市场每年约3000亿美元规模计算，封装测试业占到其中16%的份额，拥有超过480亿美元的市场规模。

在封装测试方面，球栅阵列封装(BGA)、堆叠多芯片技术、系统级封装(SiP)、芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等高密度封装形式将快速发展，高速器件接口、可靠性筛选方法、高效率和低成本的测试技术将逐步得到普及。

1.2.4 半导体材料

在半导体材料方面，由于该环节处于集成电路产业链的顶端，其技术进步是直接推动产业链各环节进步的核心动力，其性能将直接影响到半导体产品和设备器件的性能、可靠性及成本，同时也会大力改善其潜在性能。

目前，高K、低K介质、新型栅层材料、SOI、SiGe等新型集成电路材料由于它们的优越性能，将会得到快速的发展。

目  录

第一章  半导体行业专利分析概要 ................................................... 1

1 半导体行业发展概况 ............................................................... 1

1.1 半导体发展史 .................................................................. 1

1.2 半导体产业链发展概况 .................................................. 4

1.2.1集成电路设计 .......................................................... 4

1.2.2集成电路制造 .......................................................... 5

1.2.3封装测试 .................................................................. 5

1.2.4半导体材料 .............................................................. 6

第二章  半导体行业集成电路设计专利分析 ................................... 7

1全球整体技术状况分析 ............................................................ 7

1.1全球集成电路设计专利申请人区域分布 ....................... 7

1.2全球专利申请态势分析 ................................................... 8

1.3 IPC技术分析 ................................................................... 9

1.4各主要集成电路设计国家分析 ..................................... 10

2中国技术状况分析 .................................................................. 16

2.1中国集成电路设计专利总体情况 ................................. 17

2.1.1申请人世界区域分布 ............................................ 17

2.1.2申请人大陆（不包括港澳台地区）区域分布 .... 18

2.2专利申请态势分析 ......................................................... 19

2.3 IPC技术分析 ................................................................. 20

2.4专利申请法律状态分析 ................................................. 21

2.5大陆以外申请人在中国专利申请情况 ......................... 22

2.5.1专利申请区域分布 ................................................ 22

2.5.2 全球十大集成电路设计公司在我国专利申请状况

........................................................................................ 23

3广东省技术状况分析 .............................................................. 34

3.1广东省专利申请态势分析 ............................................. 35

3.2 IPC技术分析 ................................................................. 36

3.3专利申请法律状态分析 ................................................. 37

3.4广东省内代表集成电路设计公司现状 ......................... 37

第三章  半导体行业集成电路制造技术专利分析 ......................... 40

1全球整体技术状况分析 .......................................................... 40

1.1全球集成电路制造专利申请态势分析 ......................... 40

1.2全球专利申请区域分布 ................................................. 41

1.3全球专利申请技术分类 ................................................. 42

1.4申请人分析 ..................................................................... 48

2中国技术状况分析 .................................................................. 53

2.1中国专利申请总体分析 ................................................. 53

2.2中国专利申请IPC分析 ................................................. 54

2.3专利申请类型分布 ......................................................... 54

2.4省市分布分析 ................................................................. 55

2.5专利申请人分析 ............................................................. 56

2.6中国市场分析 ................................................................. 66

3广东省技术状况分析 .............................................................. 69

3.1广东省申请量年度变化 ................................................. 69

3.2广东省内申请人分析 ..................................................... 70

3.3主要/重要的申请人申请量趋势分析 ............................ 72

3.4广东省专利技术分析 ..................................................... 74

第四章  半导体封装技术专利分析 ................................................. 76

1全球整体技术状况分析 .......................................................... 76

1.1 技术状况分析 ................................................................ 76

1.1.1 专利申请量趋势分析 ........................................... 76

1.1.2 IPC分析 ................................................................ 77

1.2 技术实力状况分析 ........................................................ 78

1.2.1 国家/地区分析 ...................................................... 78

1.2.2 申请人分析 ........................................................... 79

1.2.2.1 申请人排名分析 .......................................... 79

1.2.2.2 申请人年度申请量分析 .............................. 80

2中国技术状况分析 .................................................................. 82

2.1 中国专利申请总体分析 ................................................ 82

2.2 各省市专利分布分析 .................................................... 83

2.3 主要/重要的申请人申请量趋势分析 ........................... 84

2.3.1  日月光半导体制造股份有限公司 ....................... 84

2.3.2台湾积体电路制造股份有限公司 ........................ 85

2.3.3中国科学院半导体研究所 .................................... 86

2.3.4中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 .............. 87

3中国作为目标市场的竞争情况分析 ...................................... 87

3.1 国外主要/重要申请人申请量趋势分析 ....................... 89

3.1.1 三星电子株式会社 ............................................... 89

3.1.2 LG伊诺特有限公司 ........................................... 90

4广东省技术状况分析 .............................................................. 91

4.1 广东省专利申请分析 .................................................... 91

4.1.1 申请数量趋势分析 ............................................... 91

4.1.2 申请人排名分析 ................................................... 92

4.1.3 IPC构成比例分析 ................................................. 94

4.2 重点企业的专利申请状况 ............................................ 95

第五章  半导体测试技术专利分析 ................................................. 97

1全球整体技术状况分析 .......................................................... 97

1.1 技术状况分析 ................................................................ 97

1.1.1 专利申请量趋势分析 ........................................... 97

1.1.2 专利申请IPC分析 ............................................... 98

1.1.3 全球主要申请人分析 ........................................... 99

2中国技术状况分析 ................................................................ 100

2.1 中国专利申请总体分析 .............................................. 100

2.2 中国在该领域的技术实力 .......................................... 101

2.2.1 中国国内申请人专利申请分析 ......................... 102

2.2.1.1  申请量趋势分析 ........................................ 102

2.2.1.2  中国各省市专利申请分析 ........................ 103

2.2.2 中国国内申请人分析 ......................................... 103

2.2. 2.1  主要/重要的申请人申请量趋势分析 ...... 104

2.2.3 主要/重要的国外申请人的申请趋势分析 ........ 107

3广东省技术状况分析 ............................................................ 110

3.1 广东省专利申请总体分析 .......................................... 110

3.2 广东省专利申请人排名分析 ...................................... 111

3.3 广东省专利申请IPC排名 .......................................... 112

3.4 广东省重点企业的专利分析 ...................................... 113

第六章  半导体行业重点技术与核心技术的专利分析 ............... 115

1重点技术专利分析 ................................................................ 115

1.1半导体掺杂技术的国外专利情况 ............................... 117

1.2半导体掺杂技术的国内专利情况 ............................... 124

2核心专利分析及预警 ............................................................ 128

2.1核心专利分析 ............................................................... 128

2.1.1核心专利文献的选取 .......................................... 128

2.1.2 核心专利分析 ..................................................... 129

2.1.2.1专利文献内容 ............................................. 129

2.1.2.2 引证分析 .................................................... 135

2.1.2.3  在中国形成专利壁垒及规避建议 ............ 143

2.1.3  小结 .................................................................... 156

2.2 核心技术实施风险预警 .............................................. 158

2.2.1半导体集成电路设计核心技术实施风险预警 .. 158

2.2.2半导体集成电路制造核心技术实施风险预警 .. 174

2.2.3半导体封装核心技术实施风险预警 .................. 207

2.2.4半导体测试核心技术实施风险预警 .................. 219

第七章  小结 .................................................................................. 231

1半导体技术研究发展分析 .................................................... 231

1.1 全球技术产出区域分布 .............................................. 231

1.2 各国和地区技术产出趋势 .......................................... 232

1.2.1 原创国历年申请量趋势 ..................................... 232

1.2.2 广东历年申请量趋势 ......................................... 233

1.3 研究热点和趋势分析 .................................................. 234

1.3.1 国际专利分类分析 ............................................. 234

1.3.2 国际优秀企业研发方向分析 ............................. 236

2中国市场的竞争分析 ............................................................ 237

2.1专利保护构建分析 ....................................................... 237

2.2中国市场的主要竞争者 ............................................... 238

2.3 国内各省市竞争实力排名 .......................................... 240

2.4 国内外具有竞争优势的申请人 .................................. 241

3广东省和广东省优势企业的产业构成分析 ........................ 242

3.1 广东省产业结构专利技术构成分析 .......................... 242

3.2广东省重点企业产业结构专利技术构成分析 ........... 243