中國廠商佔據全球SiC專利申請量的70%！

2024/12/23

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近日，法國市場研究機構KnowMade最新發佈的一份針對碳化硅（SiC）的智慧財產權（IP）報告顯示，2021 年至 2023 年期間，中國參與者披露的SiC發明專利數量增加了約 60%，是全球主要國家和地區當中增長更快的，同時也是專利申請量最多的。如果僅看2023年，在全球SiC 專利申請當中，超過 70% 被都是來自於中國實體。

激烈的市場競爭和持續的地緣政治緊張局勢，促進了整個碳化硅供應鏈的專利增長

自 2021 年以來，KnowMade 注意到與SiC器件相關的專利申請活動中有趣的動態。例如，2023 年披露的SiC發明專利數量比 2021 年高出了 50% 以上。此外，一些現有專利持有人有效地擴大了其碳化硅發明的覆蓋範圍。隨著 SiC 功率器件在電動汽車（EV）中大規模採用的前景，SiC 公司開始在該行業的戰略區域申請越來越多的專利。與此同時，快速增長的 SiC 市場的幾家先驅已經加速了他們的專利活動，預計 SiC 行業領域將有許多挑戰者進入（圖 1）。事實上，專利可以在競爭激烈的環境中維護 SiC 公司的市場地位方面發揮關鍵作用。

如圖1，在全球SiC相關專利擁有者當中，三菱電機無疑是領導者，而從新的SiC專利申請增長來看，DENSO、ROHM、意法半導體、HITACH增長都比較快。

在中美貿易戰的影響下，在最近的SiC專利申請量增長方面也發揮了積極的作用，推動了眾多企業在全球範圍內（尤其是中國）建立更本地化的 SiC 供應鏈。2019-2023年全球碳化硅專利申請量的年複合增長率高達26%。2021 年至 2023 年期間，中國參與者披露的SiC發明專利數量增加了約 60%（圖 2），是全球主要國家和地區當中增長更快的，同時也是專利申請量最多的。如果僅看2023年，在全球SiC 專利申請當中，超過 70% 被都是來自於中國實體。

實際上，參與 SiC 研發活動的中國公司和研究機構的數量也在快速增長，自 2022 年以來，中國擁有SiC 襯底專利的公司新增在了超過25個，擁有SiC器件專利新公司增長了50 個。這種密集的本地生態系統使中國能夠快速解決 SiC 晶圓行業的自主問題。然而，隨著 SiC 晶圓的持續供應過剩，中國在 SiC 晶圓市場帶來了激烈的價格競爭，這也為 SiC 晶圓供應商提供了更有理由利用其專利來對抗其主要競爭對手。

垂直整合的 SiC 公司在整個供應鏈中展示不同的 IP 戰略

一些 SiC 器件市場參與者正在投入大量資源來建立 SiC 技術的垂直整合製造基礎設施。這些公司在 SiC 行業採用了整合器件製造商（IDM）商業模式，旨在將 SiC 製造的每個步驟（從材料生長到器件製造和封裝）整合到公司內部。有趣的是，對他們在整個供應鏈中的專利申請活動的比較，凸顯了 SiC 技術的 IP 戰略差異很大。雖然某些公司嚴重依賴專利來維護其在市場上的地位，但其他公司並未在整個 SiC 供應鏈中（SiC襯底、SiC器件、封裝和模組、電路和應用）顯著發展其專利組合（圖 3）。

比如，英飛凌、羅姆、Wolfspeed在整個SiC供應鏈當中都有豐富的專利的佈局。相比之下，Coherent、三安光電、意法半導體、SK集團則主要佈局了SiC襯底、SiC器件方面的專利。而Coherent的母公司Ⅱ-Ⅵ的碳化硅專利則主要佈局在SiC器件、封裝和模組、電路和應用方面。

報告還指出，這些SiC專利申請的地理分佈也反映了 SiC IDM 公司之間的一些差異，突出了不同市場對每家公司（美國、日本、歐洲、中國大陸、韓國和台灣）的相對重要性。

這就是為什麼在更新的 SiC 專利態勢分析中採用的策略之一，包括關注少數主要參與者，如 Wolfspeed、Infineon、onsemi、Rohm、SK、STMicroelectronics、Coherent（及其許可方通用電氣），以繪製 IP 概況，包括其專利組合的各個方面（地理細分、專利的法律地位、技術細分、時間演變等）。這種方法可以檢測小訊號，例如最近涉及的新區域或新技術領域（超結器件、溝槽式 SiC MOSFET 等）。也就是說，深入研究主要參與者最近的專利申請可以為 SiC 公司的路線圖提供有價值的見解。

專利態勢分析：SiC 技術的戰略是什麼？

《2024 年 SiC 專利態勢》報告的主要目標是描述整個 SiC 供應鏈的全球專利競爭。該分析首先確定了整個供應鏈中的主要 IP 參與者和申請 SiC 相關專利的新來者，從分立SiC 到使用 SiC 器件的電路和系統。重要的是，由於與封裝、模組、電路和應用相關的專利往往涵蓋的不僅僅是單一的半導體技術，因此必須在下游供應鏈中調整選擇範圍（圖 4）。

一旦選擇了 SiC 專利，它們就會被放置在 SiC 供應鏈的每個部分：SiC 襯底（包括塊狀 SiC、裸片、生長裝置、精加工、切片、外延片）、SiC 功率器件、封裝、模組、電路和應用。例如，對於 SiC 功率器件，專利分析已分為二極體、MOSFET 和其他 SiC 器件。此外，SiC MOSFET 專利已拆分為平面 MOSFET 專利和溝槽 MOSFET 專利，以便對每項技術進行單獨的 IP 競爭分析。分析指出，SiC 專利領域的大多數公司都已將溝槽式 MOSFET 整合到其技術路線圖中（圖 5），從而加速了該領域的專利申請。因此，溝槽式 MOSFET 最近已成為一個競爭日益激烈的 IP 領域。

△圖 5：在溝槽式 SiC MOSFET 和平面 SiC MOSFET 上申請專利的公司。上述比較基於正在進行的專利申請（包括已授權的專利和正在申請的專利）。

最後，該報告還對 SiC 專利組合進行了地理分析，以突出 SiC 公司智慧財產權戰略中的重要市場。專利受讓人根據其總部所在國家和地區進行劃分，從而能夠研究 SiC 技術的當地生態系統。結合這些不同的方法，分析表明，中國公司在國外提交的專利申請數量非常有限（不到 5%）。這表明，至少目前，大多數中國公司不打算挑戰中國境外競爭對手的領導地位。

順便說一句，中國政府一直大力鼓勵中國公司的專利申請活動，導致近年來提交了大量專利申請。2023 年全球公佈的 SiC 專利申請中，超過 70% 被都是來自中國實體。這使得專利分析成為研究中國新興 SiC 技術生態系統的有力工具，正如 KnowMade 之前的報告所示。例如，專利分析被證明對於早期識別新的中國公司、描述他們的技術發展以及解釋他們與其他參與者（如研究機構或外國公司）的關係（專利合作、專利轉讓）非常有幫助。 (芯智訊)