01

芯片相关技术背景

芯片有广义和狭义之分，广义芯片包括集成电路、传感器、分立器件、光电器件产品，狭义芯片仅指集成电路。[1]

集成电路又称微电路、微芯片、芯片，是一种常见的微型半导体电子器件，是经过一系列半导体制造工艺，把电路中所需的电阻、电容、电感和晶体管等原件以及它们之间的连接导线互连在一起，集成在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。[2]

集成电路产业是现代工业体系中基础性、战略性和先导性的产业，当今5G通信技术、人工智能产业等未来战略性新兴产业的发展无不依赖于高品质的芯片，不仅广泛应用于各种传统民用设备中，同时在国防军工、信息安全、金融、电信、能源、交通等国民经济基础设施领域扮演着极其重要的角色。集成电路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。

02

我国芯片行业现状概述

我国集成电路产业起步较晚，商用高端芯片发展较为滞后，核心技术和部件严重依赖于进口。虽然我国是全球电子制造业大国，但我国芯片产业对外依存度却高达90%，几十年来一直有“缺芯少魂”的痛处。

我国十几年来一直通过国际合作引进先进芯片技术和发展模式、不断培养人才进行自主创新，在经历了多年的发展磨合期后，已经形成了相对完善的芯片产业体系并取得了大量自主知识产权，[3]但国内核心技术和发展水平仍与国外有一定差距。

从我国芯片产业的格局来说，国内芯片产业总体有巨大的发展空间，但中高端芯片不能完成自给，就更不要谈全球化的芯片供给了。

虽然我国已经进行了十几年的政策支持和产业布局，但我国的芯片国产化还有很长的路要走。在这种背景下，中国芯片产业要想追赶美、日、韩等芯片强国，专利远远比技术更重要。[4]

集成电路设计是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程，涉及对电子器件（如晶体管、电阻器、电容器等）或是器件间互连线模型的建立。[5]集成电路设计是芯片相关研究和开发的第一步，也是最重要的一步。

中国芯片产业在集成电路设计领域的发展起步较晚，但是我国在这方面的技术的发展速度明显高于其他两个领域，主要是由于国家政策的推动以及其他国家产业转移的市场需求所致。

我国在集成电路设计领域比较著名的有展讯通信公司、珠海炬力集成电路设计有限公司和海思半导体等。

[6]

由图2.1可以看出，我国在集成电路设计领域的年度申请占总量的比例在2005至2012年间一直保持了较高的增长率，并且在2012年我国在该领域的年度专利申请已经占到国际总量的11.6%。在此期间，我国在集成电路设计领域的稳定增长不仅反映了近年来我国在该领域的技术发展较为迅速，也得益于我国政府开始重视知识产权的保护和申请并推行了相关保护政策。

结合图2.12和图2.14可以看出，截至2012年底，我国授权专利占到我国专利申请总量的56%，达到57204件。而公开但未授权的专利占比为27%，无效专利占我国申请总量的17%。

然而，再反观图2.1，不难看出近年来虽然我国相关产业保持了高于全球平均水平的增长速度，但集成电路设计领域依然是由美日韩等发达国家主导的，这些国家在该领域的研究及发展均早于我国，积累了很多集成电路设计领域的相关技术，已经完成了世界范围内的专利布局及体系构建。

我国想要突破现存产业格局，在集成电路设计领域的专利技术进步和体系构建依然有相当长的一段路要走。

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。[7]

从图3.13、图3.1.5可以看出，集成电路制造领域我国的专利申请集中在近20年的范围，自2000年起该领域专利的申请量开始迅速增长，基本符合集成电路制造领域在该时间段的全球发展总体趋势，其中国内该领域申请的专利类型中发明占比为95%，实用新型占比为5%。

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。

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、生产和使用的重要依据，是提高产品质量和可靠性、进行全面质量管理的有效措施。[8]

图4.6 半导体封装技术中国专利的年度申请量趋势

我国集成电路封装测试领域的专利申请量自2000年起一直呈现迅速增长趋势，基本也与该阶段全球领域的发展趋势保持一致。

而我国在集成电路封装测试领域的起步晚于全球发展水平，但在后期的发展速度明显高于全球的发展速度，也体现出2000年以后我国因技术进步和国家对知识产权的重视、政府政策的推动，对于封装技术产业的发展和技术进步起到了极大的促进作用。

结合上述两图可以发现，在近十年内我国集成电路领域专利的申请量自2000年起一直保持了较快的增长速度，但从2009年起，来自国外的竞争者在专利申请方面的增长速度明显超越了我国国内的申请者。

这表明了近年来，来自国外的行业先驱，如索尼、松下、三星、IBM（国际商业机器公司）等，越来越重视在中国国内集成电路领域的专利布局，也更加重视该领域技术的研究开发。

国外在集成电路领域的技术发展方面不仅起步早于我国，技术实力也强于我国，尤其是美国和日本，在该领域有着强悍的技术实力。

而我国国内的主要申请人，如中科院、中芯国际等，虽然在专利申请的数量上能够与国外竞争者的申请数量一较高下，但是专利申请量不代表专利质量，我国的专利申请人必须做到在专利质量上也能够赶超上述国外竞争者，才能体现出专利在实际应用和芯片产业发展中的价值。

我国国内集成电路领域专利申请人主要分布在台湾、上海、北京和江苏，并且这些省份的专利申请量也远远多于国内其他省市。

其中，在集成电路产业领域最有竞争力的是台湾，其日月光半导体制造股份有限公司、台湾积体电路制造股份有限公司、联华电子股份有限公司、瑞昱半导体股份有限公司都是具有较强研发实力和技术背景的企业。

除港澳台地区以外，我国集成电路领域综合竞争实力比较强的是广东省。广东省具有竞争优势的申请人主要是富士康、比亚迪、星辰、华南理工和中山大学，这也说明该领域技术研发的主体主要是企业和高校。

而广东省也一直鼓励企业和高校在技术研发领域进行合作，结合其本身在集成电路产业的优势，使得广东省在产业技术领域和专利领域一直具有较强的竞争优势。[9]

我国集成电路产业起步虽晚但发展迅猛，尤其是在集成电路设计领域，我国有望在该领域出现国际一线公司。虽然集成电路设计一直是行业发展的难点，但由于相关芯片设计行业属于轻资产行业且门槛较低，因此我国集成电路设计企业可能最先实现技术突破。

同时，我们也必须认识到，中国集成电路企业研发力量相比于技术强国仍有较大差距，许多专利受制于人，核心技术多集中在欧美国家。

近年来，随着我国集成电路产业发展，许多相关企业也难免纷纷陷入专利纠纷中。因此，我国想要实现高端芯片自给，摆脱“缺芯”的困难处境，必须重视知识产权，把相关专利牢牢掌握在自己手中，中国芯片的自主可控便指日可待。

[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/375670397

[2] 《从集成电路领域中国专利状况看“中国芯”的发展前景》，载于《中国发明与专利》2015年第7期，P29

[3] 同引注2

[4] https://xueqiu.com/1350835595/140198787

[5] https://baike.baidu.com/item/%E9%9B%86%E6%88%90%E7%94%B5%E8%B7%AF%E8%AE%BE%E8%AE%A1/2090026?fr=aladdin

[6] 图源：《半导体行业专利信息分析及预警报告》

[7] 《半导体行业专利信息分析及预警报告》

[8] 同6

[9] 同7