國(guó)際碳化硅專(zhuān)利布局報(bào)告出爐，MOSFET量產(chǎn)公司派恩杰受關(guān)注

在幾家造車(chē)新勢(shì)力高調(diào)推出搭載碳化硅芯片模組的主驅(qū)逆變器大功率平臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)后，中國(guó)功率半導(dǎo)體上車(chē)進(jìn)程開(kāi)始進(jìn)入白熱化，電車(chē)廠(chǎng)紛紛加快碳化硅模塊的研發(fā)及布局。

目前國(guó)產(chǎn)碳化硅芯片最大的市場(chǎng)來(lái)自于OBC(車(chē)載充電器)，車(chē)載空調(diào)壓縮機(jī)及主驅(qū)逆變器中。但在主驅(qū)逆變器上，國(guó)產(chǎn)碳化硅芯片依舊是一塊空白市場(chǎng)。為順利推動(dòng)碳化硅主驅(qū)逆變器“上車(chē)”，幾家大廠(chǎng)不約而同采用“先進(jìn)口保產(chǎn)，后國(guó)產(chǎn)替代”的路線(xiàn)。但由于國(guó)際市場(chǎng)上大功率芯片嚴(yán)重緊缺，再加上國(guó)際局勢(shì)的收緊，“國(guó)產(chǎn)替代”已成為大眾共識(shí)。為了保證未來(lái)的電車(chē)能順利使用國(guó)產(chǎn)芯片，各汽車(chē)廠(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始緊鑼密鼓的測(cè)試國(guó)產(chǎn)碳化硅芯片，以用于主驅(qū)逆變器。然而，國(guó)產(chǎn)碳化硅想要能夠成功應(yīng)用，還要經(jīng)過(guò)若干年的車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證。

專(zhuān)利布局和專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量能從某種程度上反映當(dāng)前各個(gè)碳化硅器件公司的狀態(tài)。近日，國(guó)際知名專(zhuān)利及學(xué)術(shù)期刊分析網(wǎng)站KnowMade.com針對(duì)全世界碳化硅專(zhuān)利布局發(fā)布了幾份分析報(bào)告，讓我們一起來(lái)看下他們都說(shuō)了什么：

碳化硅專(zhuān)利支撐起中國(guó)國(guó)產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈的崛起

第一份是由法國(guó)Sophia-Antipolis發(fā)布于2022年1月20日的報(bào)告—— Silicon Carbide (SiC) patents support the emergence of a complete domestic supply chain in China。碳化硅專(zhuān)利支撐起中國(guó)國(guó)產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈的崛起。

報(bào)告指出，碳化硅在汽車(chē)領(lǐng)域中占據(jù)越來(lái)越重要的地位，快充更是離不開(kāi)碳化硅的參與。報(bào)告還提到，據(jù)麥肯錫中國(guó)分析，中國(guó)已成為全球最大的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)，并將會(huì)在2020年至2030間呈現(xiàn)24%的年增長(zhǎng)。因此，中國(guó)市場(chǎng)成為ST，Wolfspeed，羅姆，英飛凌，安森美以及三菱的主要目標(biāo)，他們總共占據(jù)了世界80%的市場(chǎng)份額。另外在政府扶持政策的推動(dòng)作用下，中國(guó)碳化硅和氮化鎵芯片產(chǎn)業(yè)的迅速蓬勃終將會(huì)迎來(lái)自給自足的一天。

Knowmade作為一家多年來(lái)跟蹤碳化硅專(zhuān)利情況的公司，將近期的研究重點(diǎn)放在改變中國(guó)新興碳化硅供應(yīng)鏈的中國(guó)企業(yè)上。

碳化硅專(zhuān)利布局在過(guò)去20年一度被日本公司，例如三菱，富士，豐田及住友占據(jù)大頭。但是，近年來(lái)以日本企業(yè)為中心的傳統(tǒng)企業(yè)的IP獲取數(shù)量逐步減少，取而代之的Intel、中國(guó)的新興企業(yè)等的專(zhuān)利數(shù)量不斷增加。

中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)?010年左右開(kāi)始起步，在過(guò)去十年得到了爆發(fā)式增長(zhǎng)，呈現(xiàn)出IP申請(qǐng)的領(lǐng)軍狀態(tài)，并持續(xù)發(fā)力，而日本的專(zhuān)利申請(qǐng)于2013年進(jìn)入平臺(tái)期。從整體上看，中國(guó)的專(zhuān)利申請(qǐng)平均分布在材料與功率器件之間，大約一半與SiC材料相關(guān)的發(fā)明集中于SiC生長(zhǎng)的設(shè)備和工具上，這說(shuō)明中國(guó)的碳化硅材料還在最初的探索和第一步挑戰(zhàn)中——與硅生長(zhǎng)技術(shù)不同，碳化硅生長(zhǎng)技術(shù)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)生長(zhǎng)爐，這是所有新入場(chǎng)碳化硅裸晶圓業(yè)務(wù)的公司都會(huì)面臨的第一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)和障礙。

報(bào)告中出具了一幅全產(chǎn)業(yè)鏈圖片，并加以贅述。其中派恩杰作為國(guó)產(chǎn)碳化硅芯片的領(lǐng)先設(shè)計(jì)公司，被報(bào)告重點(diǎn)關(guān)注。報(bào)告介紹，派恩杰作為一家新設(shè)計(jì)公司，由北卡羅來(lái)納州立大學(xué)校友創(chuàng)立，在此處，文章用“remarkable”(非凡的，引人注目的)這個(gè)單詞來(lái)形容派恩杰2019年成功申請(qǐng)的第一個(gè)專(zhuān)利。不過(guò)有一處需要更正，文中指出派恩杰于2021年量產(chǎn)，實(shí)際情況是派恩杰已于2020年成功量產(chǎn)650V碳化硅MOSFET，2021年拿到車(chē)廠(chǎng)千萬(wàn)訂單，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)碳化硅正式開(kāi)始加入這個(gè)游戲。

報(bào)告提到，總體來(lái)說(shuō)，中國(guó)的碳化硅MOSFETs申請(qǐng)數(shù)量是碳化硅二極管的兩倍，反映出由于柵極氧化物結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)可靠的碳化硅MOSFET非常艱難。并且通過(guò)各大龍頭碳化硅公司的專(zhuān)利布局可以驗(yàn)證這點(diǎn)——除了三安和NCE，他們主要的專(zhuān)利布局都在二極管上。有趣的是，在比較了碳化硅金錠和外延片方面的專(zhuān)利情況，在器件，模塊及電路領(lǐng)域，中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)參與者之間的合作網(wǎng)絡(luò)更加密集，尤其是研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)參與者之間。

近年來(lái)，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)主要來(lái)自于模塊及電路領(lǐng)域，雖然此項(xiàng)活動(dòng)從2015年才起步，卻已經(jīng)擁有超過(guò)800份發(fā)明。這也得益于中國(guó)的碳化硅專(zhuān)利發(fā)明與學(xué)校的緊密合作。

最后，文章總結(jié)到，中國(guó)正在加速專(zhuān)利布局，以支持碳化硅技術(shù)的發(fā)展，更重要的是支持形成完整的國(guó)內(nèi)供應(yīng)鏈并確保產(chǎn)品線(xiàn)的安全。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)人覆蓋整個(gè)供應(yīng)鏈，包括各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域都有相對(duì)成熟的IP參與者，中國(guó)企業(yè)將更注重提高碳化硅國(guó)產(chǎn)滲透率。中國(guó)的碳化硅產(chǎn)商也得到了幾家受美國(guó)限制嚴(yán)重打擊的廠(chǎng)商支持，例如華為。他們充分布局了國(guó)內(nèi)碳化硅供應(yīng)鏈條的幾家廠(chǎng)商，來(lái)確保其未來(lái)的碳化硅供應(yīng)。

在此背景下，中國(guó)碳化硅企業(yè)在征服海外新市場(chǎng)的路上任重而道遠(yuǎn)。事實(shí)上，只有不到3%的中國(guó)專(zhuān)利是在海外申請(qǐng)的。然而，通過(guò)比國(guó)內(nèi)同行申請(qǐng)更多的國(guó)外專(zhuān)利，某些襯底廠(chǎng)商已經(jīng)展露了他們未來(lái)的國(guó)際野心。

同時(shí)另外一份在今年(2022年)5月份推出的專(zhuān)業(yè)的全球碳化硅專(zhuān)利分析中，也對(duì)目前碳化硅形式提出了非常多有意義的看法。

全球碳化硅專(zhuān)利分析

KnowMade.com對(duì)全世界碳化硅MOSFET、二極管及其他專(zhuān)利布局進(jìn)行了調(diào)研。調(diào)研報(bào)告顯示，繼傳統(tǒng)的幾大龍頭碳化硅芯片公司之外，中國(guó)和韓國(guó)正在碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈上顯示出雄心壯志。但是想在短期或中長(zhǎng)期內(nèi)完善整條產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)怯幸欢ㄌ魬?zhàn)的。眾所周知，碳化硅晶圓的量產(chǎn)門(mén)檻非常高，目前能量產(chǎn)碳化硅晶圓的廠(chǎng)商并不多，要想將芯片打造為車(chē)規(guī)級(jí)芯片襯底更是充滿(mǎn)挑戰(zhàn)。這份報(bào)告通過(guò)全方位視察碳化硅芯片的專(zhuān)利布局(包括碳化硅晶錠，裸晶圓，襯底，器件，模塊和開(kāi)關(guān)電路)來(lái)向大家展示目前碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈的面貌。

文中提及的派恩杰碳化硅SBD、碳化硅MOS、氮化鎵三極管等全線(xiàn)產(chǎn)品信息、選型指南、免費(fèi)樣品申請(qǐng)及專(zhuān)家技術(shù)支持等，均可瀏覽其一級(jí)授權(quán)代理商世強(qiáng)硬創(chuàng)平臺(tái)。作為全球領(lǐng)先的ToB產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，世強(qiáng)硬創(chuàng)平臺(tái)為企業(yè)提供豐富的研發(fā)資源與技術(shù)方案，幫助企業(yè)提升研發(fā)效率，降低研發(fā)成本。