大功率GaN基HEMT的專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析

大功率GaN基HEMT的專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析

武樹杰 李娟娟 國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心

電子信息技術(shù)是20世紀(jì)末興起的技術(shù)，是21世紀(jì)技術(shù)的制高點(diǎn)，其中以HEMT（High Electron Mobility Transistor：高電子遷移率晶體管）為代表發(fā)展最為顯著[1]，本文分析其在全球和國(guó)內(nèi)的專利申請(qǐng)情況，研究了全球和國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)量隨時(shí)間的變化，全球的申請(qǐng)的國(guó)家分布，主要的申請(qǐng)人，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)國(guó)家的分布，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人的分布。

高電子遷移率晶體管；專利申請(qǐng)

引言

GaN與其他的半導(dǎo)體材料相比，其優(yōu)良的參數(shù)決定了其適合制作HEMT器件，GaN基HEMT具有大電流密度、高功率密度、低噪聲、良好的頻率特性決定了GaN在軍用民用兩個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景，GaN基HEMT的單位功率密度是GaAs基HEMT的10倍，可以減小系統(tǒng)尺寸并降低阻抗匹配的難度。

以HEMT、High Electron Mobility Transistor、高電子遷移率晶體管、大功率、高功率為關(guān)鍵詞并進(jìn)行擴(kuò)展，在DWPI、SIPOABS、VEN、USTXT、EPTXT、WOTXT、CATXT、CNABS、CNTXT相應(yīng)中英文數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，并將所有的檢索結(jié)果轉(zhuǎn)庫到DWPI中行合并去重，獲得全球?qū)＠治鯷1]。共獲得同族合并的專利519項(xiàng)。

1.加標(biāo)題

全球年申請(qǐng)量變化：GaN基大功率HEMT器件產(chǎn)生于上世紀(jì)90年代，總體的申請(qǐng)量呈上升趨勢(shì)，盡管有的年份略有下降，2008年的下降可能與全球性的金融危機(jī)有關(guān)，對(duì)于與其相關(guān)的新能源產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)不景氣的情況下，減小研發(fā)投入是可以理解的，在經(jīng)濟(jì)好轉(zhuǎn)的情況后，市場(chǎng)需求很旺盛，研發(fā)投入增加，申請(qǐng)量也相應(yīng)增加，但到2014年開始下降，這可能與GaN基HEMT技術(shù)趨于成熟，可改進(jìn)器件性能的突破不多有關(guān)。

2.全球?qū)＠麪顩r分析

從GaN基HEMT在全球的專利申請(qǐng)的來源國(guó)分布來看，美國(guó)處于領(lǐng)先的位置，其次是日本，來自我國(guó)的申請(qǐng)?zhí)幱诘谌唬o隨其后的是韓國(guó)、歐洲、臺(tái)灣地區(qū)。這與國(guó)家的科學(xué)發(fā)展水平密切相關(guān)，美國(guó)對(duì)GaN材料的研究開始的最早，研究的規(guī)模最大，這與美國(guó)在基礎(chǔ)研究方面的投入密切相關(guān)。日本是世界上最早制備出GaN基LED和藍(lán)光激光器國(guó)家，日本科學(xué)家中寸修二因其杰出的貢獻(xiàn)獲得了2014年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，然而其杰出的貢獻(xiàn)，卻因?yàn)槿毡敬蠊镜穆殑?wù)發(fā)明而沒有使其得到應(yīng)有的物質(zhì)報(bào)酬而出走美國(guó)，盡管仍然沒有改變?nèi)毡咀鳛镚aN材料研究大國(guó)的地位，但是科技人員的出走卻壯大了美國(guó)的公司。

從GaN基HEMT在全球的專利申請(qǐng)的目標(biāo)國(guó)分布來看，從目標(biāo)國(guó)的分布情況來看，美國(guó)既是具有眾多高校和大公司的技術(shù)高地，又是最大市場(chǎng)，再加上美國(guó)專利保護(hù)的力度，美國(guó)自然是最大的目標(biāo)國(guó)。隨著中國(guó)加入WTO和法治的完善，以及中國(guó)作為潛在的大市場(chǎng)和涌現(xiàn)越來越多的潛在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，成為兵家必爭(zhēng)之地，成為第二大目標(biāo)國(guó)也不足為奇。緊隨其后的日本，日本在GaN材料和GaN基HEMT器件研發(fā)的能力，并且日本在高鐵、電力電子功率芯片方面的優(yōu)勢(shì)，使得日本成為重要的目標(biāo)國(guó)。相應(yīng)歐洲、韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)在電子芯片方面的研發(fā)能力，使得其成為重要的目標(biāo)國(guó)。通過PCT申請(qǐng)來進(jìn)入其他國(guó)家的專利申請(qǐng)有13件，具有較高的比例，這與PCT申請(qǐng)的優(yōu)勢(shì)密切相關(guān)。

2.1 國(guó)內(nèi)專利狀況分析

GaN基HEMT開始進(jìn)入我國(guó)進(jìn)行專利申請(qǐng)相對(duì)于其他國(guó)家略為滯后，但是申請(qǐng)量的增長(zhǎng)率很高，在2008年和2010年間呈下降趨勢(shì)，主要原因是外國(guó)申請(qǐng)人大多通過PCT申請(qǐng)或巴黎公約進(jìn)入我國(guó)，因此相對(duì)滯后，到2014年也略有下降，這與全球趨勢(shì)一致。

從主要申請(qǐng)人在我國(guó)的專利申請(qǐng)和授權(quán)分布來看，排在前列的三家中國(guó)機(jī)構(gòu)（西安電子科技大學(xué)、中科院、中國(guó)電子集團(tuán)）的申請(qǐng)僅在中國(guó)提出；從授權(quán)情況上看：克里公司獲得最多（17項(xiàng)）授權(quán)，排在后邊的是西安電子科技大學(xué)、中科院、富士通、中國(guó)電子集團(tuán)、住友和西安能訊半導(dǎo)體，從授權(quán)上看克里公司的專利申請(qǐng)質(zhì)量最高，涵蓋了較大的保護(hù)范圍，這是克里公司取得絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)。從專利質(zhì)量上看我國(guó)的三家先導(dǎo)申請(qǐng)人的申請(qǐng)量和授權(quán)量都很高，由于是高校、科研院所以及軍工背景的企業(yè)，可見沒有形成產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。可喜的是西安通訊這家民營(yíng)企業(yè)獲得了4項(xiàng)專利授權(quán)，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)是由留美歸國(guó)人員創(chuàng)辦的高技術(shù)企業(yè)，其總部搬遷至蘇州，并在西安和南京設(shè)置了研發(fā)中心，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的高技術(shù)企業(yè)。

3.結(jié)語

GaN基HEMT器件在通訊、電子、電力、國(guó)防等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值和戰(zhàn)略價(jià)值，對(duì)其專利申請(qǐng)?jiān)谌蚝臀覈?guó)的情況進(jìn)行分析，對(duì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和引導(dǎo)具有重要的價(jià)值，通過前邊申請(qǐng)量，申請(qǐng)國(guó)家，主要申請(qǐng)人的分析，分析結(jié)果表明，美國(guó)和日本在專利申請(qǐng)方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)，我國(guó)雖然起步較晚，但是由于國(guó)家重視發(fā)展很快，但是與先進(jìn)的國(guó)家和公司相比，我們國(guó)家的差距還很大，而GaN基HEMT器件又關(guān)系到國(guó)家安全，以及重大的經(jīng)濟(jì)利益，國(guó)家應(yīng)該加大扶植力度和支持。

[1] US 4471366, Daniel Delagebeaudeuf and Trong L. Nuyen, "Field effect transistor with high cut-off frequency and process for forming same".

[2] 姜偉，賴異，藍(lán)娟，王怡軒，徐淑嫻，于志輝，趙梅芳，專利分析工作在S系統(tǒng)下的實(shí)現(xiàn)，專利審查協(xié)作北京中心課題成果，2011.