射頻（RF）氮化鎵（GaN）領(lǐng)域的知識(shí)產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀：美國(guó)和日本占統(tǒng)治地位,，歐洲存在感較弱,，中國(guó)廠商強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入

　　近年來(lái)，RF GaN市場(chǎng)的發(fā)展令人印象深刻,，重塑了RF功率器件的產(chǎn)業(yè)格局,。在電信和國(guó)防應(yīng)用的推動(dòng)下，RF GaN行業(yè)將持續(xù)增長(zhǎng),，而隨著5G應(yīng)用的到來(lái),，RF GaN市場(chǎng)將加速發(fā)展。據(jù)麥姆斯咨詢介紹,，RF GaN市場(chǎng)總規(guī)模預(yù)計(jì)將從2017年的3.8億美元到2023年增長(zhǎng)到13億美元,。

　　在本報(bào)告中，Yole旗下專注于知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析的子公司Knowmade深入調(diào)研了與GaN RF技術(shù)和器件相關(guān)的全球?qū)＠麘B(tài)勢(shì),。

　　Knowmade檢索并分析了全球公開(kāi)的1700多個(gè)專利家族,，超過(guò)3750項(xiàng)專利（截至2018年10月）。這些專利涉及RF GaN外延片（包括GaN-on-SiC和GaN-on-Silicon）,，RF半導(dǎo)體器件（包括HEMT和HBT）,，集成電路（包括RFIC和MMIC）,，工藝方法和封裝，包括所有細(xì)分領(lǐng)域,，如RF功率放大器（PA）,、RF開(kāi)關(guān)和RF濾波器，以及從6GHz到大于20GHz毫米波（mm-wave）RF器件,。

　　美國(guó)和日本廠商主導(dǎo)了RF GaN相關(guān)領(lǐng)域的專利格局

　　科銳（Cree/Wolfspeed）毫無(wú)爭(zhēng)議地?fù)碛性摷夹g(shù)領(lǐng)域最強(qiáng)的專利地位，尤其是碳化硅（SiC）襯底上的GaN 高電子遷移率晶體管（HEMT）,。住友電工（Sumitomo Electric）是RF GaN器件的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者,，在該技術(shù)領(lǐng)域有較強(qiáng)大的專利布局，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于科銳,。此外,，住友電工的專利申請(qǐng)量逐年降低，而富士通（Fujitsu）,、東芝（Toshiba）和三菱電機(jī)（Mitsubishi Electric）等其他日本廠商的專利申請(qǐng)量持續(xù)增長(zhǎng),，因此這些廠商目前也已經(jīng)擁有了強(qiáng)大的專利組合。

　　英特爾（Intel）和MACOM是目前RF GaN領(lǐng)域最活躍的專利申請(qǐng)人,，尤其是GaN-on-Silicon技術(shù),，它們?nèi)缃褚殉蔀镽F GaN專利領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)者。Qorvo,、雷神（Raytheon）,、諾斯洛普·格魯門（Northrop Grumman）、恩智浦（NXP/Freescale）和英飛凌（Infineon）等RF GaN市場(chǎng)的其它主要廠商掌握一些核心專利,，但未必?fù)碛袕?qiáng)大的專利地位,。

　　中國(guó)電科（CETC）和西安電子科技大學(xué)在中國(guó)RF GaN專利領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位，擁有針對(duì)微波和毫米波應(yīng)用的RF GaN技術(shù)專利,。中國(guó)首家提供6英寸砷化鎵/氮化鎵微波集成電路（GaAs/GaN MMIC）純晶圓代工服務(wù)的制造企業(yè)成都海威華芯（HiWafer）,，在三年前開(kāi)始布局RF GaN專利，是目前最有力的中國(guó)專利挑戰(zhàn)者,。

　　RF應(yīng)用的GaN HEMT

　　科銳在RF應(yīng)用的GaN HEMT專利競(jìng)爭(zhēng)中處于領(lǐng)先地位,，特別是在GaN-on-SiC技術(shù)方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其主要專利競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手住友電工和富士通,。對(duì)科銳RF GaN專利組合的分析表明,，它可以有效地限制該領(lǐng)域的專利活動(dòng)，并控制大部分主要國(guó)家其他廠商的自由經(jīng)營(yíng),。

　　英特爾在科銳之后進(jìn)入GaN HEMT專利領(lǐng)域,，目前是最活躍的專利申請(qǐng)人，它應(yīng)該會(huì)在未來(lái)幾年不斷加強(qiáng)其專利地位,，尤其是對(duì)于GaN-on-Silicon技術(shù),。RF GaN HEMT相關(guān)專利領(lǐng)域的新進(jìn)入者主要是中國(guó)企業(yè),，如海威華芯、三安集成電路和北京華錦創(chuàng)維電子,。其他值得關(guān)注的新進(jìn)入者包括：臺(tái)灣的臺(tái)積電（TSMC）和聯(lián)穎光電（Wavetek Microelectronics）,，韓國(guó)的Wavice和Gigalane，日本的Advantest,，以及美國(guó)的MACOM和安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）,。本報(bào)告詳細(xì)分析了主要專利申請(qǐng)人和新進(jìn)入廠商持有的核心專利和最新專利。

　　RF應(yīng)用的GaN-on-Silicon技術(shù)

　　只有少數(shù)專利明確主張了GaN的主基板類型,。自2011年以來(lái),，與RF GaN-on-Silicon相關(guān)的專利申請(qǐng)一直在穩(wěn)步增長(zhǎng)。該技術(shù)方向的主要專利權(quán)人為英特爾和MACOM,，其次包括住友電工,、英飛凌、松下,、海威華芯,、中國(guó)電科、富士通和三菱電機(jī),。本報(bào)告針對(duì)抑制硅襯底表面附近形成的寄生溝道層（對(duì)高頻特性產(chǎn)生不利影響）的發(fā)明專利進(jìn)行了詳細(xì)分析,，還重點(diǎn)關(guān)注了GaN-on-Silicon器件的封裝和熱管理相關(guān)專利。

　　GaN單片微波集成電路（MMIC）

　　目前,，有30多家廠商申請(qǐng)了與GaN MMIC相關(guān)的專利,，其中，東芝和科銳擁有最重要的專利組合,?？其J在該領(lǐng)域擁有最強(qiáng)大的專利布局，但作為后來(lái)者的東芝是GaN MMIC專利領(lǐng)域目前最活躍的專利申請(qǐng)人,。鑒于東芝目前的專利申請(qǐng)趨勢(shì),，它應(yīng)該會(huì)在未來(lái)幾年不斷加強(qiáng)在該領(lǐng)域的專利布局。東芝最近的專利申請(qǐng)涉及GaN MMIC的封裝,，以及可以增強(qiáng)電容連接線功率電阻的MMIC,，該技術(shù)能夠維持并承受每個(gè)MIM電容所需的電壓，同時(shí)還縮小了器件尺寸,。GaN MMIC相關(guān)專利領(lǐng)域的主要新申請(qǐng)人包括泰格微波（Tiger Microwave）和北京華錦創(chuàng)維電子,。本報(bào)告詳細(xì)介紹了科銳、東芝,、雷神,、諾斯洛普·格魯門、MACOM和Qorvo等公司所擁有的主要專利,，并重點(diǎn)關(guān)注了那些覆蓋GaN-on-Silicon技術(shù)的MMIC專利,。

　　本報(bào)告分析了主要專利所有人在RF放大器,、RF開(kāi)關(guān)、RF濾波器等功能器件的相對(duì)專利地位,?？其J在GaN RF放大器相關(guān)專利領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，該領(lǐng)域其它主要專利所有人包括東芝,、富士通,、三菱電機(jī)、Qorvo,、雷神和住友電工,，后來(lái)進(jìn)入GaN RF放大器專利領(lǐng)域的MACOM正憑借不斷增長(zhǎng)的專利申請(qǐng)量逐漸脫穎而出。目前,，英特爾是GaN RF開(kāi)關(guān)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)最活躍的廠商，而Tagore Technology公司則是該領(lǐng)域最值得關(guān)注的新申請(qǐng)人,。采用III族氮化物外延層的RF濾波器專利申請(qǐng)?jiān)絹?lái)越多,，英特爾是目前GaN RF濾波器的主要專利申請(qǐng)人。

　　RF GaN器件封裝

　　東芝是RF GaN器件封裝領(lǐng)域最活躍的專利申請(qǐng)人,，尤其是RF半導(dǎo)體放大器和MMIC封裝,。本報(bào)告詳細(xì)介紹了與科銳、英飛凌,、住友電工,、恩智浦、MACOM以及三菱電機(jī)等廠商塑料模壓封裝相關(guān)的專利,。

　　微波/毫米波和5G無(wú)線系統(tǒng)

　　本報(bào)告分析了中國(guó)電科,、西安電子科技大學(xué)、東芝,、科銳和海威華芯的微波/毫米波頻段RF GaN相關(guān)發(fā)明專利,，并重點(diǎn)介紹了明確指向5G無(wú)線系統(tǒng)的發(fā)明專利。