半導體設備物聯網專利地圖

 

一、 前言

按，半導體製造技術已從5nm製程進入3nm製程，而半導體設備的進化具有舉足輕重的地位。IC從上游的電路設計，到下游封裝，整個製造流程約300～400道工序，這顯現出半導體製造技術的複雜性，所需的相關設備種類廣泛。

 

根據SEMI(國際半導體產業協會)估算，半導體製程隨著每一代更新，則需要新的先進的製程設備。以台積電為例，每個節點的投資金額迅速攀升，以16nm製程來看，1萬片/月的產能投資為15億美元，同樣規模產能，7nm製程則成長一倍至30億美元，5nm則估計要50億美元，而3nm需要100億美元的投資。

 

鑑於「半導體設備」的重要性，以及為因應中國紅色供應鏈崛起，台灣各產業鏈除要掌握核心競爭力持續深化外，另外商場如戰場，亦要知己知彼，才能百戰百勝；因此，本所從中國知識產權局的專利資料庫中，所收集到與「半導體設備物聯網」相關的專利進行統計分析，據以一窺中國「半導體設備物聯網」技術的發展近況。

 

「半導體設備」在其整體產業中佔有舉足輕重的地位

(圖片來源:https://www.storm.mg/article/2668031)

 

 

二、年度趨勢分析

藉由年度發展趨勢分析，可以探知中國「半導體設備物聯網」的專利技術生命週期。依照專利的公開/公告日來進行統計，從2021/01月止，近年來中國「半導體設備物聯網」的專利數量在2015～2020年間的專利申請量呈現爆發性成長，足見半導體設備之技術研發從不緩歇；特別一提，去年2020末及2021初因為有一部分的專利數量尚未公開公告，故趨勢線會略為往下掉的情況。

 

2021中國「半導體設備物聯網」的年度發展趨勢圖

 

2021中國「半導體設備物聯網」的年度專利數量一覽表

 

 

三、「競爭申請人」分析

藉由「競爭申請人」分析，可以探知「半導體設備物聯網」技術領域中領導者；至2021/01月為止，在中國「半導體設備物聯網」的專利申請數量TOP1為「朗姆研究公司」有209件，TOP2為「株式會社國際電氣」有111件、TOP3為「株式會社日立國際電氣」有105件。

 

2021中國「半導體設備物聯網」的競爭申請人排行圖

 

2021中國「半導體設備物聯網」的競爭申請人排行表

 

 

四、「競爭發明人」分析

藉由「競爭發明人」分析，可以探知各家公司的研發人才概況；至2021/01月為止，發明人在「半導體設備物聯網」專利創作數量TOP1為「金銳」有66件，TOP2為「潘豔」有58件、TOP3為「JIN RUI」有56件。

 

2021中國「半導體設備物聯網」的競爭發明人排行圖

 

2021中國「半導體設備物聯網」的競爭發明人排行圖

 

 

五、「IPC競爭專長」分析

藉由「IPC競爭專長」分析，可以探知各家公司的技術優勢；至2021/01月為止，從下圖可以獲知，「朗姆研究公司」技術專長在H01L、H01J等，「株式會社國際電氣」技術專長在H01L、C23C等，「株式會社日立國際電氣」技術專長在H01L、C23C等。

 

2021中國「半導體設備物聯網」的IPC競爭專長氣泡圖

 

 

半導體設備重要專利

六、重要專利解析

(一)、CN112074940A「結合有集成半導體加工模組的自感知校正異構平臺及其使用方法」專利案:係屬於一種大批量生產系統，用於在不離開該系統的受控環境(例如，亞大氣壓)的情況下按半導體加工序列加工和測量工件。系統加工室經由搬送室相互連接，這些搬送室用於在該受控環境中在加工室之間移動這些工件。這些搬送室包括能夠在加工處理之前和/或之後測量工件屬性的測量模組。該測量模組可以包括安裝在搬送室上方、下方或內部的檢查系統。

 

上圖為CN112074940A專利案之示意圖

 

 

(二)、CN112063971A「一種半導體晶片鍍膜裝置」專利案:係公開了一種半導體晶片鍍膜裝置，涉及半導體晶片鍍膜技術領域，包括底座，所述底座內部設置有液壓杆，且液壓杆頂部設置有貫穿底座頂部的提取啟動區。本發明通過提取滑車與液壓杆配合，使提取啟動區升起並利用斜面使頂柱路過時沿斜坡升起，從而通過托圈將鍍膜盤從鍍膜架頂部托取，快速完成鍍膜盤提取過程，從而通過簡單有效的方式替換了現有的複雜轉運機械臂，使結構簡便、易維護；並通過鍍膜架滑軌、鍍膜艙滑蓋及進口翻蓋，使鍍膜艙前進後出，完成鍍膜後的鍍膜盤通過鍍膜架運輸至提取管道內部，同時進料機械臂通過進口翻蓋將新鍍膜盤預備至鍍膜架復位處上方，待鍍膜架復位後即可完成進料，降低空置率，從而極大地提高了效率。

 

上圖為CN112063971A專利案之示意圖

 

 

(三)、CN112005362A「通過微調節提高半導體器件轉移速度的方法和裝置」專利案:係公開了一種用於執行將半導體器件管芯從第一襯底直接轉移到第二襯底的裝置。所述裝置包括能夠在兩個軸上移動的第一襯底傳送機構。微調節機構與所述第一襯底傳送機構聯接並且被構造成保持所述第一襯底並進行位置調節，所述位置調節的尺度小於由所述第一襯底傳送機構引起的位置調節。所述微調節機構包括：微調節致動器，所述微調節致動器具有遠側端部；以及第一襯底保持器框架，所述第一襯底保持器框架能夠經由與所述微調節致動器的所述遠側端部接觸而移動。第二框架被構造成固定所述第二襯底，使得轉移表面被設置成面向設置在所述第一襯底的表面上的所述半導體器件管芯。轉移機構被構造成壓住所述半導體器件管芯使其與所述襯底的所述轉移表面接觸。

 

上圖為CN112005362A專利案之示意圖

 

 

(四)、CN111739814A「通過顏色感測估計晶片上氧化物層還原效率的方法和裝置」專利案:本發明涉及通過顏色感測估計晶片上氧化物層還原效率的方法和裝置。公開了製備具有用於隨後電鍍操作的金屬晶種層的半導體襯底的方法。在一些實施方式中，該方法可以包括：使所述半導體襯底的表面與等離子體接觸，以通過還原在該表面上的金屬氧化物來處理該表面，之後，從所述表面測量等離子體接觸後的顏色信號，所述顏色信號具有一個或多個顏色分量。所述方法然後可以進一步包括：基於所述等離子體接觸後的顏色信號估計由於所述等離子體處理而導致的氧化物還原的程度。在一些實施方式中，基於所述等離子體接觸後的顏色信號的b*分量來估計由於所述等離子體處理而導致的所述氧化物還原的程度。還公開了可以實現前述方法的等離子體處理裝置。

 

上圖為CN111739814A專利案之示意圖

 

 

七、結論

綜上所述，可得知半導體晶圓製造設備投資中主要有光罩機、蝕刻機、薄膜設備、擴散/離子注入設備、濕式設備、過程檢測…等設備，而且目前全球半導體設備市場主導權集中在美、日、荷等國際大廠手中。

 

半導體設備的自製化

近日，美國擴大封殺華為，此舉加速中國大陸加快半導體設備自主腳步，不過根據經濟日報2020/08/01報導，一些半導體設備業者分析，目前這些大陸廠商前段設備要導入在14奈米以下製程，仍有難度，與美商設備大廠仍有一大差距。換言之，中國要實現半導體設備的自製化，必須具備細緻的技術經驗並進行材料開發等基礎研究，此需要長期的人才培養和研發投資，縱使透過實施吸引留學生和擁有工作經驗的中國技術人才回國發展的優惠政策，短期內其半導體設備相關技術仍無法大步邁前。

 

因此，我方藉由此次專利地圖之建置分析，可以探知中國「半導體設備物聯網」的核心技術，以及同性質競爭公司的研發技術及其專利佈局，除了可以避免重複研發而浪費研發資源外，藉此也可避開他人的專利地雷區，以絕專利侵權被告之可能，並可以以既有的「半導體設備物聯網」技術，進行創新改良或迴避設計，進而促進國內產業升級，亦可為企業自身創造價值及競爭優勢。

 

若有興趣對某產業技術進行專利地圖分析、專利檢索、專利申請，請隨時歡迎電洽中銓國際專利商標事務所04-23823629

 

關鍵字:半導體、晶圓、發光二極體、顯示器、半導體設備、自動化、物聯網

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