今日頭條幹貨 | 晶片行業專利分析及專利組合質量評估報告

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摘要

本文通過ORBIT專利資料庫和專利分析系統,統計了晶片行業的專利數據,對申請的該領域專利技術進行多種指標的分析,並對在中國申請公開的專利做了進一步的分析,篩選了45個度量指標對國內領先企業的專利組合進行專利質量評估,並與國際企業進行了對比,從而揭示了該技術領域中一些非常有價值的情報信息。

為國內企業的發展、戰略制定,以及科研立項、課題選擇、產品攻關、建立智慧財產權預警制度等提供參考。

引言

集成電路是基礎性、先導性產業,涉及國家信息安全,做大做強集成電路產業已成為國家產業轉型的戰略先導。

本文通過ORBIT專利資料庫和專利分析系統,統計了該行業的專利數據,對申請的該領域專利技術進行多種指標的分析,並對在中國申請公開的專利做進一步的分析,然後篩選了45個度量指標對國內領先企業的專利組合進行專利質量評估,並與國際企業進行了對比,對於國內企業的發展、戰略制定,也為科研立項、課題選擇、產品攻關、建立智慧財產權預警制度等提供參考。

專利分析策略

檢索範圍以ORBIT專利資料庫收錄的99個國家及組織的專利數據為數據源,檢索截止2016年4月6日的數據。

檢索策略是使用晶片行業四大技術領域(設計、製造、封裝測試和設備材料)的技術相關關鍵詞,同時參考國際專利分類號,在ORBIT專利資料庫中共檢出該行業專利族*570219個,其中在中國申請公開的專利族327658個。

*引入了專利族的概念,這種方式能很大程度上避免等同專利及專利文件由於處在不同階段形成不同的專利號,提高了分析的準確性。

晶片行業專利分析

3.1投資趨勢

由於專利從申請到公開一般需要持續一段時間,甚至可能長達18個月,如果申請人通過PCT程序提出國際申請,則進入國家階段的周期還可延長到30個月。

因此,2014年年及以後的專利申請有部分還沒有被公開,為保證分析質量,僅對2014年之前的數據進行了統計分析。

圖3-1-1:晶片專利申請總體趨勢分析圖

圖3-1-1是晶片專利申請的總體趨勢分析圖,從中可以看出,晶片專利數量在過去18年里實現了6倍的驚人增長,有三個不同的時期決定了專利權利人在這個技術中投資的方式。

產業萌發期,從1995年到2000,這幾年的專利申請數量還不是很多;產業成長期,2001年之後專利申請數量出現了穩定的增長,而且一直持續到2009年;產業爆發期,自2010年以來,專利申請的節奏顯著加速,到2012年超過了40000大關。

如果進一步觀察專利申請量排名前30的企業及機構,我們可以更深入的了解一直以來獲得最多專利的企業和機構。

圖3-1-2:按最早優先權年/專利權人劃分的專利申請熱力圖

我們可以發現,日本公司,如日立公司、東芝和NEC的申請數量逐步減少,其投資熱度逐步降溫。

美國公司, 如英特爾和IBM保持了穩定的專利申請,專利總量和增速都比較穩定。

台灣企業,如鴻海集團和台灣半導體,中國內地的中興通訊(含中興微電子)、華為,在這個行業不斷提高專利申請量,投資熱度顯著升溫。

其中中興通訊專利申請年均增長率58%,在中國內地企業/機構中排名第一。

3.2全球技術分布

從全球專利的原始申請國我們可以看出晶片領域的技術分布趨勢,專利申請人一般首先在其所在國申請專利,然後在一年內利用優先權申請國外專利。

下圖中,專利優先權項的國家顏色深淺表示所在國的本國專利申請數量的多少。

從專利申請人優先權所屬國的數量分布上可以了解各國家在該領域的技術實力。

圖3-2:優先權專利申請的國家分布

圖3-2為優先權專利申請的國家分布,從中可見,中國的顏色最深,在數量上中國占據第一位,這也與中國的專利申請數量連續5年蟬聯全球第一的大環境相符。

其次,是日本、美國,這也是傳統的晶片行業的技術強國。

然後是歐洲、澳大利亞以及印度、巴西和俄羅斯等金磚國家。

3.3行業領先企業

使用ORBIT資料庫,通過對晶片專利進行分類排序,考察該領域專利申請量最多的企業,一般認為這些企業就是行業的智慧財產權領先者。

圖3-3:專利前30位(按申請數量)申請人構成分析圖

圖3-3是晶片專利前30位專利權人構成分析圖,從圖中可以看出,在晶片專利數量前30位專利權人,日本公司居多,日立、東芝和NEC,排名前三位,其次是美國的IBM、英特爾、德州儀器、高通等老牌企業,中興通訊、華為的專利申請在國內企業當中排名靠前。

3.4法律狀態分析

圖3-4:前30位專利權人專利法律狀態分析圖

如圖3-4,總體來看,日本企業的無效專利較多,因為晶片產業技術的發展較快,技術更迭時間短,日本企業在早期的投入較大,專利時間比較早,因此無效的專利較多。

晶片行業中國專利分析

4.1投資趨勢

圖4-1:在中國申請公開專利的總體趨勢分析圖

圖4-1是在中國申請公開專利的總體趨勢分析圖,從中可以看出,晶片專利數量在過去18年里實現了23倍的驚人增長,產業萌發期,從1995年到2000,這幾年的專利申請數量還不是很多;產業成長期,2001年之後專利申請數量出現了穩定的增長,而且一直持續到2009年;產業爆發期,自2010年以來,專利申請的節奏顯著加速,到2012年超過了30000大關。

4.2行業領先企業

圖4-2:在中國申請公開的專利權利人分析圖

圖4-2是晶片中國專利前30位專利權人構成分析圖,從圖中可以看出,台灣鴻海、韓國三星和中國中興通訊分列前三位。

我們將檢索到的晶片專利分類標引成四大類:設計類、製造類、封裝測試類和材料設備類,其中設計類再細分為模擬電路小類、邏輯電路小類、存儲器小類和處理器小類,並建立專題資料庫。

統計細分領域的專利數量排名,結果顯示:

在設計類-模擬電路小類,排名前2位的是中興通訊和華為,排名靠前的內地企業/機構還有東南大學和清華大學;設計類-邏輯電路小類,排名前2位的是三星和索尼,排名靠前的內地企業/機構還有中興通訊、華為、清華大學和浙江大學;設計類-存儲器小類,排名前2位的是三星和IBM;設計類-處理器小類,排名前2位的是IBM和英特爾,排名靠前的內地企業/機構還有中興通訊和華為。

製造類,排名前2位的是中芯國際和台積電,排名靠前的內地企業/機構還有上海華虹、上海宏力和上海華力。

封裝測試類,排名前2位的是長電科技和台積電,排名靠前的內地企業/機構還有中芯國際和中科院。

材料設備類,排名前2位的是美國應用材料和上海微電子公司,排名靠前的內地企業/機構還有上海華虹、北京七星、中芯國際和中微半導體。

4.3法律狀態分析

圖4-3:前30位專利權人專利法律狀態分析圖

專利的權利狀態表明該專利現在處於何等階段,其是否屬於一件有效或可運作的專利。

如圖4-3,總體來看,國內晶片領域無效專利較少,只有部分高校的無效專利稍多,如浙江大學有680個無效專利,復旦大學有454個無效。

事實證明,企業才是專利技術產業化開發的主體,加大產、學、研的合作力度, 發揮各自的優勢, 共同促進晶片專利技術的產業化發展是實現產業突破的重要途徑。

國內企業專利組合的質量評估

接下來,我們將利用ORBIT系統的導航模塊,選取國內專利數量排名靠前的中興通訊和華為企業的專利組合進行度量。

在將這些專利納入到專利戰略之前,必須要準確的認識到專利組合結構以及技術內容和銷售的產品或服務之間的關係。

為了證明專利組合能夠產生價值,智慧財產權戰略必須與中長期經營戰略相統一。

與現有技術相比較進行專利組合的優劣勢分析,能夠評估一個特定專利組合的優缺點。

專利組合的對標取決於相關度量指標的選擇以及專利組合績效水平的評估。

5.1中興通訊專利組合

下面利用ORBIT系統的導航模塊,篩選了45個度量指標,來評估中興通訊專利組合(1238個有效專利族),並且將其與類似技術的更大專利組合(12408個專利族)進行比較。

5.1.1 有效性和所有權

第一組度量指標包括11個指標,這些指標與被分析的專利組合的有效性和所有權有關,紅線表示了中興通訊的專利組合。

如果這條紅線恰好是在淺橙色區域內,這表明專利技術高於平均水平。

圖5-1-1:中興通訊專利有效性和所有權度量雷達圖

中興通訊的專利組合與這個市場中現有技術相比,要年輕得多,有效的專利權期限較長,這是一個顯著的優勢。

無引用的先前技術高於行業平均水平,未來產生的訴訟問題會較少。

但是,存在一些相關的缺點。

與其他專利權人共同簽署的技術較多,如果各方沒有順利合作,這將有可能會帶來專利實施問題。

平均返回引用水平低,可以被視為一種劣勢,專利的有效性會因為有效性流程中採用的參考文獻較少而面臨危險。

專利複審計數和無效計數缺失,大部分專利未經歷複審和無效程序。

5.1.2 技術和使用

圖5-1-2:中興通訊專利技術和使用度量雷達圖

第二組指標針對的是專利自身的結構。

計算權力要求的長度、前向引證和後向引證以及類別等指標,從而可以表明專利組合的績效與可比專利組合績效的差異。

該雷達圖顯示,中興通訊的專利組合與世界範圍內的業界平均水平相比,表現出一些優勢和劣勢,總體而言,紅線大部分高於淺橙色區域--表明中興通訊專利組合值高於可比的專利組合。

在所有指標中,中興通訊專利的普遍性指數高於平均值,與高普遍性指數有關的專利與多個技術領域中的後期發明相關。

"鯊魚"(shark presence,30%的前引專利來自於同一個實體/專利權人,且非專利權人自己)和"捕食者"(predatorpresence,10%的前引專利來自於同一個實體/專利權人,且非專利權人自己)指標表明,中興通訊的技術在該行業是一些企業的參考標準,再次顯示了專利組合中的價值。

兩個指標都表明,選定的技術被另外一個實體/專利權人引用的次數超過總引用次數的30%或15%。

沿著同樣的路線,IPC的多元性表明了中興通訊技術的廣泛性,這給對外許可方面提供了更多的機會。

最後,我們看到中興通訊專利在後向引證和"公司柵欄"(companyfences,30%的前引專利來自於專利權人自己)方面也高於平均值。

總體來看,中興通訊專利的二次創新相對於其它公司做得非常不錯。

5.1.3 地理度量指標

中興通訊的技術得益於各個主要市場上的廣泛的保護範圍(參見圖5-1-3):中國、印度、巴西、澳大利亞、韓國、法國、丹麥、日本、美國,不僅在已開發國家,而且在金磚四國中的覆蓋率也很高。

總體而言,中興通訊公司在晶片行業中的專利組合具有地理意義上的重要價值,因為它覆蓋了那麼多的國家,而這些國家可能對於跨國企業具有重大意義。

圖5-1-3:中興通訊專利地理度量雷達圖

5.2華為專利組合

我們同樣利用ORBIT系統的導航模塊,篩選了45個度量指標,來評估華為專利組合(1049個有效專利族),並且將其與類似技術的更大專利組合(11539個專利族)進行比較。

5.2.1有效性和所有權

第一組度量指標包括11個指標,這些指標與被分析的專利組合的有效性和所有權有關,紅線表示了華為的專利組合。

如果這條紅線恰好是在淺橙色區域內,這表明專利技術高於平均水平。

圖5-2-1:華為專利有效性和所有權度量雷達圖

華為的專利組合跟中興通訊的專利組合一樣,與這個市場中現有技術相比,要年輕得多,有效的專利權期限較長,這是一個顯著的優勢。

其它的積極方面包括專利被無效的存活率高於平均值,這表明,華為的專利組合比較強,因為它經歷了無效程序而存活的專利高於行業平均水平。

另外,無引用的先前技術高於行業平均水平,未來產生的訴訟問題會較少。

存在的相關缺點有,與其他專利權人共同簽署的技術較多,意味著如果各方沒有順利合作,會帶來專利實施問題。

平均返回引用水平低,可以被視為一種劣勢,專利的有效性會因為有效性流程中採用的參考文獻較少而面臨危險。

5.2.2技術和使用

圖5-2-2:華為專利技術和使用度量雷達圖

第二組指標針對的是專利自身的結構。

計算權力要求的長度、前向引證和後向引證以及類別,從而可以表明專利組合的績效與可比專利組合績效的差異。

該雷達圖顯示華為的專利組合與世界範圍內的業界平均水平相比,選定的專利組合表現出一些優勢和劣勢。

紅線大部分高於淺橙色區域--表明華為專利組合值高於可比的專利組合。

在所有指標中,雖然華為專利的原創性低於平均值,但普遍性指數略高於平均值。

與高普遍性指數有關的專利與多個技術領域中的後期發明相關。

這是一個積極的跡象,因為它表明華為的技術對於其它行業中的其它應用具有相關性。

"鯊魚"和"捕食者"指標表明,華為的技術在該行業是一些企業的參考標準,再次顯示了專利組合中的價值。

兩個指標都表明,選定的技術被另外一個實體/專利權人引用的次數超過總引用次數的30%或15%。

沿著同樣的路線,IPC的多元性表明了華為技術的廣泛性,這在對外許可方面提供了更多的機會。

最後,我們看到華為專利在後向引證和"公司柵欄"方面也高於平均水平。

總體來看,雖然華為專利的原創性不高,但二次創新的實力值得期待。

5.2.3地理度量指標

圖5-2-3:華為專利地理度量雷達圖

華為的技術得益於各個主要市場上的廣泛的保護範圍(參見圖5-2-3):中國、印度、巴西、澳大利亞、韓國、法國、丹麥、日本、美國,不僅在已開發國家,而且在金磚四國中的覆蓋率也很高。

國內企業與國際企業的對比

6.1中興通訊與英特爾

下面我們選取中興通訊的專利組合(1238個有效專利)和英特爾的專利組合(1722個有效專利)進行技術和使用維度的對比,了解一下,國內企業和國際先進水平在專利技術上的差距。

圖6-1:中興通訊vs英特爾專利技術和使用度量雷達圖

藍線代表中興通訊,紅線代表英特爾,我們看到,中興通訊和英特爾的專利組合對比處於下風,英特爾的專利組合在"鯊魚"、"捕食者"和"公司柵欄"等指標上超過中興通訊的專利組合。

同時,英特爾在後向引證方面也比較出色。

另外,我們看到英特爾在最近5年申請的專利數,第一獨立權利要求的長度、就某一細分技術領域反覆申請專利進行布局的指標都比中興通訊要高得多,雖然中興通訊在最近5年的專利數和第一獨立權利要求的長度方面也超過了平均水平。

6.2華為與高通

下面我們選取華為的專利組合(1049個有效專利)和高通的專利組合(1058個有效專利)進行技術和使用維度的對比,了解一下,國內企業和國際先進水平在專利技術上的差距。

圖6-2:華為vs高通專利技術和使用度量雷達圖

藍線代表華為,紅線代表高通,我們看到,華為和高通專利組合的對比全面處於下風,高通的專利組合無論從原創性、普遍性和IPC多元性,還是在"鯊魚"、"捕食者"和"公司柵欄"指標上,都遠遠超過華為的專利組合,雖然華為是國內企業的佼佼者。

同時,高通在後向引證方面也做得更好。

另外,我們看到高通在最近5年申請的專利數,第一獨立權利要求的長度、就某一細分技術領域反覆申請專利進行布局的指標都比華為要高得多,雖然華為在這三個方面也超過了平均水平。

總結和建議

最近幾年,國內企業從專利數量來說已逐步趕超國外企業,國家的政策扶持以及資金支持為我國晶片行業的技術發展提供了堅強的後盾,這是值得我們驕傲和自豪的。

但國外企業無論從市場還是專利數量來說,仍然在全球占據了大部分席位。

本土企業在諸多方面都與國際領先企業存在著較大差距。

如何進一步提升自己的技術水平,擁有更多國際一流水平的核心技術和高質量的專利,搶占技術制高點,並正確合理的實施智慧財產權戰略,高效應用手中專利,使其發揮更大的作用,是中國企業值得思考的問題。

其中可以加強與國外優勢企業合作交流,進行專利交叉許可或併購以掌握核心技術,通過專利運營使企業專利資產最大化。

並藉助國家扶持政策,著眼市場,加強研發投入,補足短板,攻克核心技術,提高晶片企業的核心競爭力。

積極整合國內資源,擴大產業規模,增強市場對於國產晶片的信心。

本文素材來源:半導體行業觀察


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