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【详解】IC总体、DRAM、FPGA和光刻设备领域的专利态势 [复制链接]

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发表于 2018-5-14 16:02:23 |显示全部楼层
    集微网消息(文/茅茅),近日,中国集成电路知识产权联盟秘书处纲正知识产权中心发布了《集成电路专利态势报告(2018版)》。该报告分别从集成电路总体、DRAM 领域、FPGA 领域、光刻设备领域这四个方面,分析了各个领域的专利态势。

   集成电路总体专利态势

   首先来看集成电路总体的专利态势,据报告显示,集成电路领域专利申请量态势逐年增长。2010年-2015年间年均增长率 5.89%,其中 2015 年增速最高,达到 9.28%。


图源:中集知联(下同)



    截止到 2017 年 12 月 31 日,集成电路领域全球公开专利申请 209.7 万件,授权 144.5 万件。其中,中国大陆申请 46.4 万件,授权 27.8 万件,紧随美国和日本之后,位列第三。

    报告指出,《国家集成电路产业发展推进纲要》等全国及地方各层面战略新兴产业规划的相继出台营造了良好发展环境,激发企业活力和创造力,带动产业链协同可持续发展,推动中国集成电路领域跨越式发展。



    截至目前,全球专利申请总量的冠军是三星,随后分别是 NEC、高通、日立、富士通、松下、东芝、三菱化学、IBM 和索尼。可以看到,在前十名中有一家韩国企业、两家美国企业和七家日本企业。

    而在中国大陆专利申请总量排名中,排在第一和第二位的分别是中兴通讯和华为。随后分别是三星、国家电网、高通、京东方、松下、OPPO、英特尔和台积电。



    从 2017 年新公开的全球专利申请量排名来看,高通和三星仍占据前两位。值得一提的是,排名前十的企业中,有三家中国企业上榜,分别是华为、中兴和京东方,可见中国企业 2017 年也在全球持续大量布局。

    而在 2017 年新公开的中国大陆专利申请量排名中,申请量最大的为中兴通讯,其后为国家电网、努比亚和华为,与中国大陆申请总量排名差异不大。值得一提的是,OPPO 和小米等中国厂商进入前十,表明近年来在加强专利布局方面正在逐步追赶。



    在集成电路行业专利技术领域排名(IPC 大组前十)中,申请量较大的领域集中于集成电路的制造、零器件、数据交换与传输、光刻设备以及存储器。



    在中国大陆内地省市专利排名中,广东省集成电路专利申请量达 90790 件,位居全国首位。北京、江苏、上海和浙江紧随其后,分别以52067件、35336件、31298件、24493件专利申请量位居第二、三、四、五位。

    总体来看,全球集成电路行业专利态势呈现五个特点:一是全球范围内集成电路行业的专利申请量现阶段趋于稳定;二是在申请人和申请地域两个维度呈现聚集的特点;三是申请人以企业为主;四是 2017 年,集成电路领域专利公开量仍然较大;五是中国信息技术申请总量中占比较高的多为经济发达地区。

    DRAM 领域专利态势

    在 DRAM 领域,截止到 2017 年 12 月 31 日,全球公开专利申请 14 万余件,全球申请总量排名日本最高,其后是美国和韩国。其中,中国大陆专利 6 千余件,位居第六位。



    DRAM 行业专利申请高峰期在 1995 年到 2006 年。1995 年申请量开始新一轮激增,正是 DDR 技术开始发展的时期。巅峰时期可以达到年申请量 6000 多件,从 2007 年开始专利申请量逐年下降,近两年维持在每年 2000 件左右。



    在全球 DRAM 专利申请总量排名中,位居前列的主要申请人有:三星、海力士、美光和日立。值得注意的是,这与 DRAM 内存市场占有率也相匹配。

    而在中国大陆 DRAM 专利申请总量排名中,位居前列的企业主要有:海力士、三星、NEC 和IBM等。

    总体来看,DRAM 领域专利态势呈现三个特点:一是 DRAM 领域技术发展较为成熟,技术研发投入有所减少;二是 DRAM 研发重心在于 DRAM 操作和设计方面;三是 DRAM 领域知识产权作用巨大。

    FPGA 领域专利态势


    在 FPGA 领域,截止到 2017 年 12 月 31 日,全球公开专利申请 8 万余件,全球申请总量排名中国大陆最高,总共申请专利 2 万余件,其后是美国和日本。



    FPGA 领域全球专利申请经历了三个阶段,第一个阶段是 1989 年到 2000 年,处于萌芽期,申请量较少,第二阶段是 2001 年到 2012 年,是 FPGA 产业的快速发展期,年申请量直线上升,第三阶段是 2013 年到 2017 年,上升趋势趋于稳定,年申请量小幅上升。



    在全球 FPGA 专利申请总量排名中,位居前三的企业为 ALTERA、赛灵思和 L attice。值得一提的是,在前十的排名中,有两家中国企业也入围了,分别是位居第四和第七的中国电网和中兴。

    而在中国大陆 FPGA 专利申请总量排名中,主要的申请人为国家电网、中兴通讯和华为等企业及北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、浙江大学和电子科技大学等高校。

    报告指出,FPGA 领域专利主要集中在 H03K19/177和 H03K19/173矩阵式排列的逻辑电路,另外,由于 FPGA 中很多涉及硬件电路编程语言的,还有相当一部分专利聚焦在计算机辅助设计、电路测试上。

    总体来看,FPGA 领域专利态势呈现四个特点:一是FPGA领域技术发展较为成熟,上升趋势趋于稳定;二是全球范围内,中国、美国和日本申请量位于前列;三是 FPGA 领域专利持有者相对比较集中;四是 FPGA 领域国内主要研发主体还是高校。

   光刻设备领域专利态势





    在光刻设备领域,截止到 2017 年 12 月 31 日,全球公开专利申请 8.2 万件,全球申请总量排名美国最高,其后是日本和韩国。其中,中国大陆专利 1 万件,位居第四位。



    在全球光刻设备专利申请总量排名中,ASML 位居榜首,紧随其后的是卡尔蔡司、海力士和三星。

    而在中国大陆光刻设备专利申请总量排名中,除 ASML 依然位居榜首外,其余位居前十的基本都是中国企业,分别有中芯国际、上海微电子装备有限公司、京东方、上海华虹宏力、上海华力微电子,还有中科院光电研究所和中科院微电子所两家科研院所。

    报告指出,光刻领域专利排名较高的类别聚焦在 G03F7图纹面、H01L21专门适用于制造和处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备上,申请量明显高出其他分类。

    总体来看,光刻设备领域专利态势呈现四个特点:一是光刻设备技术近几年申请量相对稳定;二是全球范围内日本和美国申请量位于全球前列,韩国第三;三是光刻设备领域中国主要的申请人中,主要为企业;四是光刻设备主要技术集中在 G03F7、H01L21两个 IPC 类别上,说明曝光材料及设备、半导体设备制造技术在光刻设备领域占比较高。

    2.机器人也要中国“芯” 投资从“不被问津”到“跃跃欲试”;

    “中兴事件卡脖子,其实卡的是芯片。为了不让别人‘卡脖子’,需要针对短板进行投资布局。”这是近日在第五届机器人峰会上,国投创业投资管理有限公司董事总经理魏义良发出的感叹。

  《每日经济新闻》记者注意到,在此次峰会现场,不论是产业的研究者亦或是一线的企业家、投资人,对于AI芯片和机器人的“软硬结合”都颇为关注。

  值得注意的是,5月初,AI芯片领域的第一家独角兽公司寒武纪发布云端AI芯片,称将力争在3年后占有中国高性能智能芯片市场30%的份额。作为寒武纪的投资方之一,元禾原点总经理费建江在峰会的相关论坛上坦言,“我们投资芯片有血泪史,能在15年前就开始投资芯片并且一直坚持的企业并不多,而在这个过程中走出来的企业也很少,亏损的占大多数。”

    产业需掌握芯片话语权

    作为高端制造行业,芯片对于机器人产业来说同样举足轻重。
  通江资本董事总经理张嘉诚对《每日经济新闻》记者表示,芯片是机器人底层的核心技术,如果把控制系统比作机器人的大脑,那么芯片则是机器人大脑的神经元。

  而促使业界对于机器人和芯片结合的关注也源于目前二者匹配的问题。

  猎豹移动公司董事长兼首席执行官傅盛回忆称,自身在做机器人的时候用到了高通、NV(英伟达)等企业的芯片,但后来发展这些芯片都不是为机器人设计的,而是为电脑设计的。他举例称,电脑的输入有键盘、摄像头、麦克风等端口,机器人芯片则需要更多麦克风输入端口,事实上多一点音频信号进来对芯片设计并不是难题,但因为行业还处于早期,没有这样的芯片,因而只能“将就”。

  在傅盛看来,短期内,DSP(数字信号处理)、芯片想要完全追上美国,能否追上要打一个问号,目前需要关注的核心是寻找差异化和机会点。机器人很难用一个芯片解决问题,需要通过生态系统平台驱动产业创新。

  变化正在发生,在此次峰会上,宁波智能制造产业研究院理事长甘中学则透露,相关智能终端创新中心将聚焦智能操作系统和人工智能芯片的研制,通过机器人+人工智能,生产高智能化,更高性能的机器人。

  张嘉诚对记者表示,中国的芯片产业毕竟起步晚,与NVIDIA、Intel、ARM等国外已经发展数十年、相对比较成熟的知名企业相比,国内企业还需要进一步加大投入和经验积累。

  北京航空航天大学机器人研究所名誉所长、教授王田苗表示,中兴事件背后不仅仅反映的是芯片的事情,而是驱动产业掌握核心技术。具体到机器人产业就需要用系统的方法看问题,在战略上要有大的决心,在投入方面需要有耐心。

    芯片和机器人需“软硬结合”


    不仅是产业端对于机器人芯片十分关注,政策端对于人工智能芯片同样高度重视。工信部正式印发的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018~2020年)》中,着重强调要在智能传感器、神经网络芯片、开源开放平台几个领域率先取得突破。

  在芯片发展前景被看好的情况下,越来越多的互联网公司和传统芯片公司进入AI芯片领域,同时这一领域也从“不被问津”到投资人“跃跃欲试”。


  真格基金合伙人、真成投资管理合伙人李剑威对此深有感触,其称,彼时进入投资圈经常听到一句话是说,不要投资半导体和芯片,这源于在过去十几年半导体和芯片赚钱周期长,而科技的投资也需要外部环境的成熟,随着基础环境的成熟,目前也有越来越多的投资人开始看好这一领域。

  在此次峰会现场,元禾原点总经理费建江也回忆起投资寒武纪的心路历程,“正所谓30年河东、30年河西,这一次终于轮到我了。”谈起寒武纪发布第一个AI芯片,费建江难掩兴奋。提起当时投资寒武纪的原因,费建江在峰会现场称,除了看重寒武纪的创始人——陈云霁和陈天石兄弟俩“软硬结合”的优势,还有我国在机器人产业发展的过程中,也有长期培育芯片企业,做好“软硬结合”的需求。每日经济新闻

    3.地平线公司推出自动驾驶芯片 芯片国产化提速受资本关注;

     经济观察网 记者 黄一帆

    日前,嵌入式人工智能公司的地平线(Horizon Robotics)发布了新一代自动驾驶处理器征程2.0架构,以及基于征程2.0处理器架构的高级别自动驾驶计算平台Matrix1.0,是面向L3/L4的自动驾驶解决方案。

    5月10日,地平线创始人兼CEO余凯告诉经济观察网,目前新一代自动驾驶处理器征程2.0正在研发中,而未来在软硬件的进一步协同优化后,征程2.0处理器将可实现更强大的自动驾驶性能。余凯表示,“我们正在开发基于自己芯片的ADAS产品,目前已经与国内外客户在合作导入我们的产品。”据记者了解,地平线ADAS产品星云即将实现量产,该产品支持L2级别ADAS功能。

    地平线机器人计划在未来2年内将所开发的芯片部署到数千万台智能摄影机中,由于技术开发和部署脚步迅速,此前顺利筹得超1亿美元的A+轮创投资金,投资者包括红杉资本、中国建银、嘉实基金管理和英特尔(Intel)。

    中金公司分析员张景松指出,目前,国内众多公司投入了自动驾驶方案的研发,而坚持做软硬一体化的公司则比较稀缺。地平线新产品的发布标志着国产自动驾驶解决方案在软硬件一体化上实现突破,继续看好自动驾驶技术的加速落地和国内公司的市场机会。

    美国商务部制裁中兴通讯的事件给中国芯片行业敲响了警钟,不仅地平线,芯片国产化进程受到资本市场和政策双重影响得以提速。上周二(5月8日),中科曙光副总、董秘聂华表示,公司2017年正式发布了“数据中国智能计划”,在多个人工智能领域进行了研发部署。公司在AI专用芯片领域和寒武纪、Nvidia等厂商深度合作;在AI算法领域与商汤、科大讯飞、中科院计算所等企业和研究所深度合作;和相关上下游软硬件厂商联合发布、优化了多款AI专用服务器等等。而寒武纪与阿里亦分别以推出处理器与收购中天微系统公司扰动市场。

    采用自主研发BPU架构

    近日,市场研究顾问公司Compass Intelligence研究结果显示,在全球前15大人工智能(AI)芯片企业排名表“A_List”中,前三名依序为英伟达、英特尔以及恩智浦,苹果排名第8名、三星第11名;而成中国大陆地区芯片厂商中,华为第12名,寒武纪和地平线分别排第22、24位。

    地平线CEO余凯告诉经济观察网,从15年开始,公司专注于高性能的人工智能专用处理器的开发。在17年年底地平线推出了第一代的人工智能处理器。

    “以英伟达的GPU为代表的人工智能处理器起步时间要早很多,在产业化方面更加成熟,生态系统构架更加完善,比如CUDA和TensorFlow开发者生态,使得下游产业在应用方面较为容易。”余凯表示。

    他表示,目前在云端的智能,已经有很多完善强大的解决方案,各大巨头也在投入,但是如果要真正让人工智能技术大规模落地,还必须让设备本身具备强大的智能能力,这就必须做嵌入式的人工智能开发,关注边缘计算。

    本次推出Matrix1.0,内置地平线征程2.0处理器架构,最大化嵌入式AI计算性能,是面向L3/L4的自动驾驶解决方案,可满足自动驾驶场景下高性能和低功耗的需求。

    中金公司分析员张景松在研报中指出,自动驾驶、智能摄像头等场景对终端的计算能力和可靠性的要求非常高,因此基于高性能计算平台开发算法或以ASIC芯片匹配算法成为最有效的方式。而从已披露的芯片技术参数上来看,地平线“征程”处于MobileyeEyeQ3和EyeQ4之间,但功耗优势明显。目前,国内车厂的量产车型正在由L0向L1/L2发展,对于地平线“征程”来说,市场空间和时间点都非常合适。

    所谓L3/L4的级别,是指此前国际汽车工程师协会制定的SAE International分类标准将无人驾驶分为L0-L5六个阶段,其中L4和L5级别都属于无人驾驶。而它们之间的区别在于L4是部分工况下的无人驾驶,L5是全部工况下的无人驾驶。而L0是指“预警,只是FCW、LDW,这些简单的防撞预警或者车道偏离预警,或者防撞行人的预警。”

    不过,在智能系统正式接管人类操控前,还要经过大量路试和调整,即到达L5级别。对于Matrix计算平台应对外部环境的耐久度,如面对温度、湿度、震动等因素时的运行能力,也是对研发团队的挑战。

    据介绍,在高性能图像感知方面,Matrix1.0基于稀疏和定点神经网络,可每秒处理720P视频30帧,并支持4路视频的同时输入和实时处理;实现20种不同类型物体的像素级语义分割,能够精准识别每一个像素点的类别;同时还可实现三维的车辆检测,识别场景中的深度信息,进行距离的识别和判断;此外,Matrix1.0还能进行行人骨骼识别,判断行人朝向,从而进行行人运动轨迹预测。

    由于Matrix1.0可支持20类不同物体的像素级语义分割,因此能够让汽车更好地理解复杂场景,特别是可以应对高度遮挡、快速响应场景下的无人驾驶挑战。“比如当行人或者车辆被路边的树木或者其他物体遮挡时,通过像素级的识别,即使只检测到一部分,也能实现正确识别,从而做出响应。”余凯表示。

    2018年CES,地平线展出了基于第二代伯努利计算构架的视觉芯片原型,该原型基于FPGA实现,利用高效的深度神经网络,支持像素级的语义分割与目标识别。

    余凯告诉记者,今年年底会推出基于该架构的ASIC芯片。

    ADAS星云量产在即

    “我们定位自己为系统级的供应商。基于我们面向智能驾驶的征程处理器和面向智能摄像头的旭日处理器,提供‘算法+芯片+云’的完整解决方案。”余凯表示。

    总体来看,地平线与车厂的合作将从软件层面开始,再逐渐深入到软硬件一体,可以提供IP、处理器和整体解决方案等不同层次的产品。依托地平线自主研发的工具链,开发者也可以基于Matrix平台部署神经网络模型,实现开发、验证、优化和部署。

    而在业务模式上,地平线采取开放态度。“可以提供不同层次的解决方案,既可以提供一站式的完整方案,也可以提供芯片和工具链,让合作伙伴基于我们的芯片做应用开发。”

    去年12月,地平线发布了新一代自动驾驶芯片“征程”和基于征程处理器的ADAS解决方案,同时公司还发布了“旭日”处理器应用于智能摄像头,并推出智能城市解决方案和智能商业解决方案。

    此外记者获悉,征程1.0面向智能驾驶的ADAS产品——地平线星云也即将量产上市。

    ADAS(Advanced Driver Assistance Systems),也就是先进驾驶辅助系统。ADAS由多达9个,包括盲点侦测系统、支持型停车辅助系统、后方碰撞警示系统、偏离车道警示系统、缓解撞击煞车系统、适路性车灯系统、夜视系统、主动车距控制巡航系统、碰撞预防系统、停车辅助系统,甚至更多功能的系统组成,每个系统主要包含3个程序。

    Mobileye则运用单摄像头附带传感器和特有算法,将物体探测任务在单一硬件平台上执行,使安装大为简化。

    而据了解即将量产的地平线星云,支持L2级别ADAS功能。能够同时对行人、机动车、非机动车、车道线、交通标志牌、红绿灯等多类目标进行精准的实时监测与识别,可满足车载设备严苛的环境要求,以及复杂环境下的视觉感知需求。

    据余凯透露,地平线正在和博世等国内外的顶级Tier1,以及长安汽车等知名OEM厂商合作,也是目前中国唯一在全球四大汽车市场(美国、德国、日本和中国)都同顶级汽车Tier1s和OEMs建立合作关系的智能驾驶创业公司。

    不仅地平线进行人工智能专用处理器开发,中兴事件使得芯片国产化这一命题得到政府与资本市场双重重视。国金证券认为,中美贸易摩擦背后是科技和战略主导权之争,此次中兴事件并非独立事件,美国主要目标是狙击中国在高端制造领域的拓展,不排除其他科技公司后面有受到类似限制的可能。

    政府工作报告中明确提出2018年要推动集成电路产业的发展。而国家集成电路产业投资基金(大基金)二期的成立工作也正在进行,并将再次投资处理器设计、芯片制造、封装测试等广泛的半导体市场。

    据了解,近日国内国产芯片领域动作频频,除地平线公司外,“寒武纪”日前发布新一代智能处理器IP产品,阿里巴巴亦全资收购中国大陆唯一的自主嵌入式 CPU IP Core 中天微系统有限公司。

    4.无锡本地私募股权基金 青睐集成电路产业

    2018年投资策略的新思维、新趋势是什么?昨天,一场投资策略峰会把目光更多投向集成电路产业。这场峰会由无锡市上市公司协会、无锡市创业投资协会主办,国联信托股份有限公司、无锡国经投资管理有限公司承办,相关政府部门、金融机构、行业专家以及30多家本地上市公司共同探讨股权投资领域的战略机遇。

  这样的策略会,提供的是一个观察民间资本投向趋势的窗口。从无锡市上市公司协会的致辞中可以看到,目前无锡民间资本的资金量不可小觑,且有极大的产业投资兴趣。那么,无锡民间资本愿意在哪些行业“下注”?本地私募股权基金的投资成果和投资设想,是一大参考。当天国经投资管理有限公司展示了2017年的投资成果,尽管2015年才成立,但目前在新能源、大健康、先进制造、新材料方面收获颇丰,其中一家从事先进制造的企业已于去年10月在深交所创业板成功上市。高科技行业是投资方的共同指向,“独角兽”引起现场共鸣。无论是私募基金还是上市企业,都认定:根据目前产业发展趋势,结合无锡产业发展特色,将锁定高技术产业发展带来的投资机遇,寻找更多的“准独角兽”企业。

  集成电路产业这一“国之重器”,成为热议话题。在本地私募股权基金、金融机构与上市公司的探讨中,对新能源、大健康、先进制造、新材料均进行了深入的探讨,而集成电路被多次提及。如在先进制造领域,“热钱”拥有者会更多谈及集成电路芯片的制造;在新材料领域,集成电路方面的“替代进口”新材料被关注最多。同时应投资者之需,此次策略会还专门邀请了集成电路专家进行深度解读。国经投资管理公司相关负责人表示,无锡的半导体产业具有良好的基础和深厚的底蕴,如今更呈现出全产业链发展格局,前期投资中也发现一批芯片制造、设计企业正进入攀升期、爆发期,下阶段将大力加快资本与技术的融合,发挥出更大“芯能量”。(无锡日报)






    来源:集微网  





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