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中芯國際和華虹領(lǐng)銜,中國半導(dǎo)體專利“破局”

章鷹觀察 ? 來源:電子發(fā)燒友 ? 作者:章鷹 ? 2025-02-15 00:05 ? 次閱讀
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電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

近幾十年來,“中國制造”一直是制造業(yè)主導(dǎo)地位的代名詞?,F(xiàn)在眾多科技企業(yè)向“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變正在重塑全球創(chuàng)新格局。半導(dǎo)體制造在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)著重要地位,推動著摩爾定律的演進(jìn),從中國半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)情況來看,隨著美國對中國大陸芯片企業(yè)實(shí)施先進(jìn)制程技術(shù)和設(shè)備的出口管制,倒逼中國本土半導(dǎo)體制造技術(shù)發(fā)展,提高本土化程度。

根據(jù)國內(nèi)專業(yè)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計,在半導(dǎo)體領(lǐng)域,在國內(nèi)眾多企業(yè)中,居創(chuàng)新實(shí)力榜單榜首的是中芯國際,專利數(shù)量高達(dá)19576件;排在第2-6位的企業(yè)分別是長鑫存儲、長江存儲、華虹宏力、華力微、華潤微電子。

近期12家國產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)新專利匯總

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圖:電子發(fā)燒友根據(jù)公開資料整理


近期,在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,中芯國際、華虹宏力、北方華創(chuàng)、比亞迪半導(dǎo)體、長電科技、江波龍等多家中國半導(dǎo)體企業(yè)密集公布了專利技術(shù),覆蓋了芯片制造、電源管理、材料應(yīng)用、封裝、存儲及智能設(shè)備等核心領(lǐng)域。這些專利技術(shù)揭示了企業(yè)正在從細(xì)分技術(shù)上重點(diǎn)突破,逐步形成中國半導(dǎo)體企業(yè)從跟隨向并跑的趨勢改變。

半導(dǎo)體制造工藝優(yōu)化:結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和堆疊方式革新,良率和可靠性提升

2025年2月13日,國家知識產(chǎn)權(quán)局信息顯示,中芯國際集成電路制造(上海)有限公司申請一項名為“半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法”的專利,公開號CN 119403218A,申請日期為2023年7月。

專利摘要顯示,一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法,結(jié)構(gòu)包括:襯底,包括沿第一方向相鄰的第一器件區(qū)和第二器件區(qū),襯底上形成有凸立的多個溝道結(jié)構(gòu),溝道結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸且沿第一方向平行排布,第一器件區(qū)用于形成第一器件,第二器件區(qū)用于形成第二器件,第一器件與第二器件的類型不同,第一方向垂直于第二方向;隔斷結(jié)構(gòu),沿第一方向延伸橫跨并貫穿多個溝道結(jié)構(gòu),隔斷結(jié)構(gòu)沿第方向包括位于第器件區(qū)的第隔斷結(jié)構(gòu)以及位于第二器件區(qū)的第二隔斷結(jié)構(gòu),第一隔斷結(jié)構(gòu)與第二隔斷結(jié)構(gòu)材料不同。本發(fā)明有利于提高半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的性能。

華為技術(shù)則在半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域突破。1月25日,國家知識產(chǎn)權(quán)局信息顯示,華為技術(shù)有限公司申請一項名為“一種半導(dǎo)體器件及其形成方法、芯片、電子設(shè)備”的專利,公開號 CN 119342878 A,申請日期為2023年7月。

該半導(dǎo)體器件包括:絕緣層、以及形成在絕緣層上的第一結(jié)晶硅條帶,第一結(jié)晶硅條帶沿平行于絕緣層的第一方向延伸,且第一結(jié)晶硅條帶中誘導(dǎo)金屬含量低于 1e17cm?3。

華虹宏力提出的“提升芯片良率和可靠性的方法”,申請公布日為2024年12月31日,申請公布號為CN119229936A。華虹通過動態(tài)調(diào)整編程電壓,解決了晶圓制造中因工藝波動導(dǎo)致的良率損失問題。該技術(shù)基于實(shí)時閾值電壓監(jiān)測,結(jié)合兩次良率測試與電壓調(diào)整公式,實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的動態(tài)適配。相較于傳統(tǒng)固定編程電壓方案,其可將良率提升約5%-10%,尤其適用于高密度存儲芯片制造。

封裝龍頭企業(yè)之一的長電科技在專利領(lǐng)域也是多有突破。2025年2月3日,長電科技管理有限公司取得一項名為“多芯片堆疊封裝結(jié)構(gòu)”的專利,授權(quán)公告號CN 222421962 U。長電科技表示,這種多芯片新堆疊封裝結(jié)構(gòu)可以提高散熱性能。2024年12月31日,長電科技的“封裝結(jié)構(gòu)及其形成方法”則在散熱領(lǐng)域取得突破:通過在芯片背面設(shè)計凹槽并覆蓋高導(dǎo)熱材料,將散熱接觸面積提升20%以上。這一創(chuàng)新直接應(yīng)對5G、AI芯片的高功耗挑戰(zhàn),為國產(chǎn)高性能芯片的封裝可靠性提供了新方案。

材料方向突破:碳化硅和氮化鎵等領(lǐng)域的國產(chǎn)化技術(shù)加速

2024年,國產(chǎn)SiC模塊上車加速。據(jù)電子發(fā)燒友不完全統(tǒng)計,2023年公開的國產(chǎn)SiC車型合計142款,乘用車76款,僅僅在2023年新增加的SiC車型合計45款。碳化硅(SiC)作為第三代半導(dǎo)體核心材料,其技術(shù)自主化進(jìn)程備受關(guān)注。

近日,格力電器、芯聯(lián)集成、天合科達(dá)分別在碳化硅領(lǐng)域發(fā)布了實(shí)用新型專利權(quán)。格力電器專利名為“碳化硅肖特基半導(dǎo)體器件及其制造方法”,主要突破點(diǎn)是可以解決現(xiàn)有碳化硅肖特基半導(dǎo)體器件難以在降低正向工作電壓的同時提高擊穿電壓的問題,進(jìn)而降低碳化硅肖特基半導(dǎo)體器件正向?qū)ǖ膿p耗,提高碳化硅肖特基半導(dǎo)體器件的工作效率。

天科合達(dá)的“碳化硅Wafer轉(zhuǎn)移裝置”通過雙平臺升降鎖定結(jié)構(gòu),解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移過程中易污染、效率低的問題,良品率提升至99.5%以上。

芯聯(lián)集成發(fā)布“半導(dǎo)體器件及集成有超勢壘整流器的碳化硅器件”專利,專利申請?zhí)枮镃N202421074447.9,授權(quán)日為2025年2月7日。芯聯(lián)集成通過其專利技術(shù),可能在未來開發(fā)出更多高效可靠的電子元件,滿足日益增長的市場需求,本實(shí)用新型有利于縮減電路規(guī)模,降低芯片制造成本,能夠推動整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)朝著更高的技術(shù)水平發(fā)展。

南京芯干線科技公司取得的“一種氮化鎵模塊及半導(dǎo)體器件”專利,這款專利涉及一種氮化鎵模塊和半導(dǎo)體器件屬于氮化鎵技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括第一PCB板和設(shè)置在第一PCB板的第一表面的銅夾,銅夾表面設(shè)置有散熱片,用于將氮化鎵芯片夾設(shè)在銅夾和第一PCB板的第一表面之間,并對氮化鎵芯片進(jìn)行散熱。主要突破是顯著提升了氮化鎵模塊的散熱性能。

發(fā)力智能化和集成化,整體系統(tǒng)設(shè)計提升

北方華創(chuàng)作為國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備的龍頭企業(yè)之一,這家公司的“一種射頻功率合成裝置及其應(yīng)用設(shè)備”專利公布,申請公布日為2024年12月31日。新專利發(fā)明實(shí)例提供了一種射頻功率合成裝置及其應(yīng)用設(shè)備,通過本發(fā)明實(shí)施在不改變原有射頻電源結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)多射頻功率合成功能,調(diào)整功率射頻輸出,為5G基站設(shè)備的小型化提供支持。

清微智能與京東方分別提出的“芯片雙模式互聯(lián)”方案,通過接口邏輯復(fù)用,減少芯片間通信的硬件冗余,功耗降低30%以上。此類技術(shù)對自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的低功耗需求具有重要價值。

存儲領(lǐng)域突破:提高器件良率和移動設(shè)備存儲靈活度

近年來,隨著大數(shù)據(jù)、云計算、AI技術(shù)等領(lǐng)域的快速發(fā)展,存儲設(shè)備的靈活性和兼容性變得越來越重要。國內(nèi)存儲領(lǐng)域的一些頭部企業(yè)通過申請相關(guān)專利,如移動存儲設(shè)備專利等,降低損壞率,提高了產(chǎn)品的可靠性和市場競爭力。

1月31日,國家知識產(chǎn)權(quán)局信息顯示,長江存儲科技有限責(zé)任公司申請一項名為“半導(dǎo)體器件、存儲系統(tǒng)及半導(dǎo)體器件的制備方法”的專利,公開號CN 119383974 A,申請日期為2023年7月。長江存儲表示,通過此次公開的技術(shù)方案,能夠減小第一電介質(zhì)層的刻蝕操作對柵線隔離結(jié)構(gòu)的接觸層的影響,進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的良率。

2月13日,國家知識產(chǎn)權(quán)局信息顯示,深圳市江波龍電子股份有限公司取得一項名為“存儲設(shè)備和電子設(shè)備”的專利,授權(quán)公告號CN 222439951 U,申請日期為2023年12月。這款專利可以快速實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換以使得存儲設(shè)備中的存儲芯片兼容另種協(xié)議類型的外部設(shè)備,保證兩者之間的通信,靈活度較高。

寫在最后

根據(jù)知識產(chǎn)權(quán)法律公司Mathys & Squire最新發(fā)布的報告,2023年至2024年度全球半導(dǎo)體專利申請量實(shí)現(xiàn)了顯著增長,同比增幅高達(dá)22%,總數(shù)達(dá)到80892項。中國在半導(dǎo)體專利申請大幅增長,從上一年度的32840項大幅上升至46591項,成功超越其他所有國家和地區(qū),位居全球首位。

但我們要清醒的看到,國際巨頭通過專利壁壘鞏固市場地位。以存儲行業(yè)為例,在存儲領(lǐng)域的專利數(shù)量上,海外企業(yè),尤其是韓國、美國等半導(dǎo)體存儲領(lǐng)域的領(lǐng)先者,擁有大量的存儲相關(guān)專利。這些專利不僅覆蓋了存儲芯片的核心技術(shù),還廣泛涉及芯片制備、封裝測試、電路設(shè)計等多個環(huán)節(jié),形成了完整而嚴(yán)密的專利保護(hù)網(wǎng)。中國半導(dǎo)體企業(yè)要堅持創(chuàng)新,完善知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系,鼓勵企業(yè)通過專利交叉授權(quán)參與國際競爭。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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