汽車芯片專利狀況分析

凌秋妮 藍(lán)艷裕 梁培良

摘 要：本文從專利分析視角，在對海內(nèi)外六個(gè)汽車芯片相關(guān)公司相關(guān)專利梳理的基礎(chǔ)上，從產(chǎn)業(yè)鏈、芯片功能以及專利IPC分類專利布局等角度對汽車芯片關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析。

關(guān)鍵詞：芯片 汽車 專利分析

Abstract：From the perspective of patent analysis， this paper sorts out the patents related to automotive chip technologies of six companies worldwide， and analyzes the development status of key technologies of automotive chip in terms of industry chain， chip function and IPC classification layout.

Key words：chip， automobile， patent analysis

1 引言

汽車的智能化、網(wǎng)聯(lián)化需求決定了車用芯片是芯片市場增速最快的部分，如一輛新能源汽車要用到的芯片數(shù)量就能達(dá)到數(shù)百顆至上千顆不等，由于汽車芯片產(chǎn)品需要經(jīng)過開發(fā)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品測試到批量生產(chǎn)等一系列過程，故其所需的穩(wěn)定供貨周期較長，因而相比其他行業(yè)，汽車行業(yè)對芯片的需求更為平穩(wěn)。

芯片短缺已成為威脅全球汽車業(yè)乃至經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的一大風(fēng)險(xiǎn)，從目前各國和大型廠商采取的措施來看，未來芯片業(yè)布局將逐步升級，呈現(xiàn)出區(qū)域轉(zhuǎn)移等特點(diǎn)。但是，由于全球經(jīng)濟(jì)生態(tài)轉(zhuǎn)型、主要廠商恢復(fù)產(chǎn)能尚需時(shí)日等因素，“缺芯”困境短期難以解決，汽車業(yè)核心零件的芯片供應(yīng)難言樂觀。

2 芯片技術(shù)分支

從產(chǎn)業(yè)鏈看，芯片技術(shù)主要包括設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)和封裝測試技術(shù)三個(gè)部分。芯片設(shè)計(jì)是典型的技術(shù)密集型工作，是芯片行業(yè)整體中對科研水平、研發(fā)實(shí)力要求較高的部分，芯片設(shè)計(jì)的能力是一個(gè)公司在芯片領(lǐng)域能力、地位的集中體現(xiàn)之一;晶圓生產(chǎn)芯片，晶圓生產(chǎn)商根據(jù)設(shè)計(jì)版圖進(jìn)行掩膜制作，形成模版，在晶圓上批量制造集成電路，芯片通過多次重復(fù)運(yùn)用摻雜、沉積、光刻等工藝，最終在晶圓上實(shí)現(xiàn)高集成度的復(fù)雜電路，芯片晶圓生產(chǎn)后通常要進(jìn)行晶圓測試，檢測晶圓的電路功能和性能;芯片封測技術(shù)，芯片封裝是將生產(chǎn)出來的合格晶圓進(jìn)行切割、焊線、塑封，以防止物理損壞或化學(xué)芯片腐蝕，同時(shí)使芯片電路與外部器件實(shí)現(xiàn)電氣連接。

3 汽車芯片技術(shù)主要專利權(quán)人分析

為研究芯片技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埛植紶顩r，專門挑選了國內(nèi)外比較知名的汽車或汽車芯片公司，對它們的汽車芯片申請情況進(jìn)行分析，它們分別是：恩智浦半導(dǎo)體公司、比亞迪股份有限公司、通用汽車公司、特斯拉（Tesla）、北京地平線科技有限公司和上海蔚來汽車有限公司。圖1示出了這六家公司已經(jīng)公開的專利申請情況。排在首位的恩智浦公司的芯片相關(guān)專利申請?jiān)趪鴥?nèi)外公開共3628件，以美國專利和中國專利為主，其中中國專利申請1021件（包括946件發(fā)明，75件實(shí)用新型），美國專利申請2184件。比亞迪在國內(nèi)外公開芯片相關(guān)類專利申請共688件，其中大部分為中國專利申請（564件，包括379件發(fā)明，185件實(shí)用新型）。通用汽車公司在國內(nèi)外公開芯片專利申請共264件，其中美國專利申請139件，中國專利申請40件。從上述數(shù)據(jù)來看，恩智浦汽車芯片公司在汽車芯片技術(shù)行業(yè)具有絕對支配地位，比亞迪和通用汽車公司汽車芯片行業(yè)也有重點(diǎn)布局，汽車芯片行業(yè)主要在美國和中國做了專利申請布局。

4 汽車芯片專利技術(shù)領(lǐng)域分布

圖2為汽車芯片專利技術(shù)領(lǐng)域分布圖，恩智浦公司公開的3628件專利申請中，與封裝測試技術(shù)相關(guān)的有689件，與通信芯片技術(shù)相關(guān)的有618件，與存儲芯片技術(shù)相關(guān)的有345件，與芯片設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)的有216件，與感知芯片技術(shù)相關(guān)的有139件，與晶圓、硅片制造技術(shù)相關(guān)的121件。恩智浦公開的芯片專利中，布局區(qū)域絕大部分在美國和中國，分別為2207件和1207件。比亞迪公開專利申請的688件芯片相關(guān)類發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠暾堉?，按產(chǎn)業(yè)鏈分類，與芯片設(shè)計(jì)相關(guān)的專利申請共140件，與封裝測試相關(guān)的專利申請有54件，與硅片制造相關(guān)的專利申請有25件。

5 汽車芯片專利技術(shù)IPC分布

恩智浦布局的專利技術(shù)有H01L半導(dǎo)體器件3458件、H05K印刷電路118件、G06F數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理81件、G01R物理測定59件、G11C靜態(tài)存儲器49件;比亞迪布局的專利技術(shù)有H05K印刷電路303件、H01L半導(dǎo)體器件291件、C23C材料涂鍍覆33件、G02F控制器件或裝置27件、G06F字?jǐn)?shù)據(jù)處理26件;通用布局的專利技術(shù)有H01L半導(dǎo)體器件187件、H05K印刷電路67件、H01R導(dǎo)電連接 20件、G01S無線電定向11件、H02M電源設(shè)備9件;特斯拉布局的有H01L半導(dǎo)體器件8件、H05K印刷電路10件;地平線布局有G01N材料分析或測試3件;蔚來汽車布局有H05K印刷電路2件，H01L半導(dǎo)體器件2件。

6 小結(jié)

本章分別從國外和國內(nèi)挑選三家行業(yè)內(nèi)比較知名的汽車或汽車芯片公司，從其專利申請、芯片產(chǎn)業(yè)鏈和功能分類技術(shù)領(lǐng)域分布以及技術(shù)IPC分類專利布局構(gòu)成情況等維度進(jìn)行了分析，詳情請見表1。

汽車面臨的環(huán)境復(fù)雜多樣，因此要求車規(guī)芯片具備高安全性、高可靠性、高適應(yīng)性、高穩(wěn)定性等特征。近年來，智能新能源汽車的芯片應(yīng)用快速增長，一輛智能新能源汽車有上百枚芯片，在汽車芯片領(lǐng)域，國外企業(yè)無論在產(chǎn)業(yè)鏈還是在功能芯片都遙遙領(lǐng)先，這意味著我國急需在這些方向加大自主創(chuàng)新，在這些方向上中國企業(yè)有很大的發(fā)力空間。

同時(shí)，在專利IPC分類方面，國外企業(yè)在半導(dǎo)體器件方面這一基礎(chǔ)性研究有很強(qiáng)專利布局投入，這也要引起我們注意。

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