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1、 2023 年年珠海珠海市市光芯片產業專利導航報告光芯片產業專利導航報告 主辦單位:珠海市市場監督管理局(知識產權局)承辦單位:橫琴國際知識產權交易中心有限公司 珠海光庫科技股份有限公司 2023 年 10 月 目錄目錄 1.1.項目概述項目概述 .5 5 1.1 項目需求分析.5 1.1.1 項目目標.5 1.1.2 項目專利導航類型.5 1.1.3 項目分析范圍.5 1.2 項目技術分解及檢索式.6 1.2.1 檢索技術分解表.6 1.2.2 檢索思路介紹.7 1.2.3 數據庫介紹.7 1.2.4 數據處理.10 1.2.5 數語解釋.11 1.2.6 查全查準驗證.12 2.2.產業基
2、本情況分析產業基本情況分析 .1414 2.1 產業簡介.14 2.1.1 產業發展歷程.14 2.1.2 產業鏈分析.15 2.2 產業發展現狀分析.17 2.2.1 全球產業發展現狀.17 2.2.2 中國產業發展現狀.17 2.2.3 珠海產業發展現狀.19 2.3 產業發展瓶頸.20 3.3.產業發展方向分析產業發展方向分析 .2323 3.1 產業發展與專利&標準布局的互動關系.23 3.1.1 產業技術發展歷程.23 3.1.2 產業轉移趨勢.28 3.1.3 產業鏈結構調整方向.37 3.1.4 材料類型熱點分析.42 3.2 創新主體排名分析.44 3.2.1 全球創新主體分析
3、.44 3.2.1 中國創新主體分析.46 3.3 重點創新主體分析.53 3.3.1 重點創新主體專利布局分析.53 3.3.2 重點創新主體產品及其重點專利分析.55 3.4 產業競爭與協作分析.64 3.4.1 專利訴訟分析.64 3.4.2 中國協同創新分析.66 3.4.3 中國專利運營分析.67 3.5 重點技術專利分析重點技術專利分析.70 4.4.珠海產業發展定位分析珠海產業發展定位分析 .7373 4.1 區域珠海專利布局分析.73 4.2 珠海專利定位分析.75 4.3 珠海產業結構及分工分析.77 4.4 珠海創新主體分析.81 4.5 區域重點人才分析.83 4.6 區
4、域產業發展 SWOT 分析.85 4.6.1 優勢.85 4.6.2 劣勢.86 4.6.3 機遇.86 4.6.4 挑戰.86 5.5.區域產業發展路徑建議區域產業發展路徑建議 .8888 5.1 區域產業結構優化建議.88 5.2 區域創新主體支持、培育或引進、合作建議.89 5.2.1 珠海市企業創新主體支持、培育路徑.89 5.2.2 區域外企業創新主體引進、合作建議.92 5.3 區域創新人才支持、培養或引進、合作建議.94 5.4 區域技術發展路徑及合作建議.96 5.4.1 珠海市產業技術發展突破口和路徑建議.96 5.4.2 技術合作與引進建議.97 5.5 區域專利布局及專利
5、運營的主要目標及路徑.98 5.5.1 專利布局的主要目標及路徑.98 5.5.2 專利運營的主要目標及路徑.100 1.項目概述 1.1 項目需求分析項目需求分析 1.1.1 項目目標項目目標 本項目為2023年珠海市半導體和集成電路產業高價值專利培育項目的重要組成。通過開展光芯片產業專利導航分析,為政府推動光芯片產業發展提供決策參考,以及為合作企業珠海光庫科技股份有限公司的專利布局和發展提供可行的建議。具體地,本項目將圍繞全球、中國及珠海市光芯片產業,開展專利導航分析,緊扣產業分析與專利信息分析兩條主線,將專利信息與產業現狀、發展趨勢、政策環境、市場競爭等信息深度融合,梳理產業創新發展面臨
6、的問題,揭示專利控制力與產業競爭格局的特征關系,辨析產業發展狀況,明確產業發展方向,找準珠海市光芯片產業定位,優化產業創新資源配置,為珠海市光芯片產業高質量創新發展提供參考建議。1.1.2 項目專利導航類型項目專利導航類型 根據專利導航指南國家標準 GB/T 39551-2020,本項目屬于產業規劃類專利導航類型,并按照專利導航指南國家標準 GB/T 39551.1-2020中產業規劃類專利導航類型的要求進行分析。1.1.3 項目分析范圍項目分析范圍 本項目聚焦光芯片產業,分析的內容包括四大部分,分別為光芯片產業基本情況、產業發展方向、珠海市光芯片產業發展定位和珠海市光芯片產業發展路徑四個部分
7、進行分析。光芯片產業基本情況包括產業發展歷程、產業轉移趨勢、產業鏈情況、關鍵熱點技術、難點技術分析以及光芯片產業鏈中的創新主體情況。依次從全球、中國和珠海角度對光芯片產業的產業規模、產業結構、產業地域分布、創新主體、產業政策及產業發展瓶頸進行深度分析,梳理產業創新發展面臨的問題。光芯片產業發展方向分析包括產業發展與專利布局的互動關系,具體分析光芯片產業專利技術發展歷程、轉移趨勢和產業鏈結構調整方向等;全球及中國創新主體情況分析及重點申請人專利布局分析;從專利申請趨勢、協同創新、專利運 營、重點專利四個角度對光芯片產業的關鍵技術進行分析等,進而揭示光芯片產業發展的整體趨勢與基本方向。珠海光芯片產
8、業發展定位是指對珠海光芯片專利申請趨勢、產業結構、產業關鍵技術、創新主體、創新人才等內容進行深度剖析。明確珠海光芯片產業發展存在的優勢、劣勢、機遇、挑戰與風險等,確定珠海光芯片產業的基本定位。珠海光芯片產業發展路徑部分將對比全球、國內、對標其他城市的光芯片產業專利數據,對珠海光芯片產業鏈結構優化、創新主體和創新人才重點支持、培育、引進和合作、技術發展路徑提出合理化建議,為珠海光芯片產業發展提供支持引導作用。1.2 項目技術分解及檢索式項目技術分解及檢索式 1.2.1 檢索檢索技術分解表技術分解表 光芯片產業鏈主要分析設計、制造、封裝和測試四大環節。技術分解情況如表 1-1 光芯片產業技術分解表
9、所示。表 1-1 光芯片產業技術分解表 產業產業 一級一級 二級二級 三級三級 光芯片 設計 制造 光刻 光刻機 光刻膠 光刻技術 離子注入 離子注入機 離子注入技術 擴散 薄膜淀積 沉積設備 化學氣相沉積 CVD 物理氣相沉積 PVD 刻蝕 刻蝕設備 濕法刻蝕 干法刻蝕 化學機械研磨 質子交換 設備和技術 封裝 TO-CAN 同軸封裝 不檢索 產業產業 一級一級 二級二級 三級三級 蝶形封裝 COB(板載芯片)封裝 BOX 封裝 測試 光電特性測試 電學特性測試 可靠性測試 1.2.2 檢索思路介紹檢索思路介紹 檢索截止時間為:2023 年 10 月 16 日。進行總檢索構建時,采用“分-總
10、”的方法進行檢索,項目組首先針對光芯片產業的一級技術分支進行分析,通過分類號和關鍵詞構建各技術分支檢索式,相比于采用先檢索總數據,通過關鍵詞和其他分類號進一步拆解的方式來確定各技術分支,根據技術分支一一進行檢索的效率和準確性都較高。對于二級和三級技術分支,通過各技術分支的關鍵詞和其他分類號在總檢索式的基礎上構建檢索式,技術分支一一進行檢索的效率和準確性都較高。后續進行檢索式驗證去噪處理,最終匯總。每次進行檢索之后,都對數據進行抽樣人工查閱、篩選,確定準確檢索要素和主要噪音源,并將相應文獻的關鍵詞和分類號進行提煉,同時基于檢索過程,對檢索策略進行反復調整、反饋,最終確定全面完善的檢測策略。全面檢
11、索時將充分、精確擴展關鍵詞和分類號,采用合理的檢索要素搭配,利用檢索工具的截詞符、同在運算符和邏輯算符,并將不同數據庫的檢索數據進行轉庫,合并得到相對全面、準確的檢索數據。1.2.3 數據庫介紹數據庫介紹 本次檢索專利數據主要來源于 Himmpat,其為科技創新情報平臺,是一個涵蓋世界范圍海量專利信息的檢索系統,用戶可根據需求自行選擇對單件專利文獻或者對整個專利家族進行檢索和數據處理;提供了簡單檢索、語義檢索、圖像檢索、批量檢索、指令檢索、高級檢索等多種檢索方式,在機器翻譯系統的支持下,Himmpat 可以用中英文同時查詢和對照瀏覽全球專利。本報告檢索涵蓋的數據來源情況見下表所示。表 1-2
12、數據庫收錄的國家、地區和組織 序號序號 代碼代碼 中文名中文名 序號序號 代碼代碼 中文名中文名 1 AD 安道爾 87 KY 開曼群島 2 AE 阿拉伯聯合酋長國 88 KZ 中哈 3 AG 安提瓜和巴布達 89 LA 老撾 4 AI 安圭拉 90 LB 黎巴嫩 5 AL 阿爾巴尼亞 91 LK 斯里蘭卡 6 AM 亞美尼亞 92 LT 立陶宛 7 AO 安哥拉 93 LU 盧森堡 8 AP 非洲區域知識產權組織(ARIPO)94 LV 拉脫維亞 9 AR 阿根廷 95 MA 摩洛哥 10 AT 奧地利 96 MC 摩納哥 11 AU 澳大利亞 97 MD 摩爾多瓦 12 AW 阿魯巴 98
13、 ME 黑山 13 AZ 阿塞拜疆 99 MG 馬達加斯加 14 BA 波斯尼亞和黑塞哥維那 100 MK 馬其頓(前南斯拉夫共和國)15 BB 巴巴多斯 101 MM 緬甸 16 BD 孟加拉國 102 MN 蒙古 17 BE 比利時 103 MO 中國澳門 18 BG 保加利亞 104 MS 蒙特塞拉特 19 BH 巴林 105 MT 馬耳他 20 BM 百慕大 106 MU 毛里求斯 21 BN 文萊達魯薩蘭國 107 MW 馬拉維 22 BO 玻利維亞 108 MX 墨西哥 23 BR 巴西 109 MY 馬來西亞 24 BS 巴哈馬 110 MZ 莫桑比克 25 BT 不丹 111
14、NA 納米比亞 26 BW 博茨瓦納 112 NG 尼日利亞 27 BX 比荷盧經濟聯盟 113 NI 尼加拉瓜 28 BY 白俄羅斯 114 NL 荷蘭 29 BZ 伯利茲 115 NO 挪威 30 CA 加拿大 116 NZ 新西蘭 31 CD 剛果(金)117 OA 非洲知識產權組織(OAPI)32 CG 剛果(布)118 OM 阿曼 33 CH 瑞士 119 PA 巴拿馬 34 CL 智利 120 PE 秘魯 35 CN 中國 121 PG 巴布亞新幾內亞 36 CO 哥倫比亞 122 PH 菲律賓 序號序號 代碼代碼 中文名中文名 序號序號 代碼代碼 中文名中文名 37 CR 哥斯達
15、黎加 123 PK 巴基斯坦 38 CS 捷克斯洛伐克 124 PL 波蘭 39 CU 古巴 125 PS 巴勒斯坦 40 CV 佛得角 126 PT 葡萄牙 41 CY 塞浦路斯 127 PY 巴拉圭 42 CZ 捷克共和國 128 QA 卡塔爾 43 DD 前東德 129 RO 羅馬尼亞 44 DE 德國 130 RS 塞爾維亞 45 DJ 吉布提 131 RU 俄羅斯 46 DK 丹麥 132 RW 盧旺達 47 DM 多明尼克 133 SA 沙特阿拉伯 48 DO 多明尼加 134 SB 所羅門群島 49 DZ 阿爾及利亞 135 SC 塞舌爾 50 EA 歐洲專利組織(EAPO)13
16、6 SD 蘇丹 51 EC 厄瓜多爾 137 SE 瑞典 52 EE 愛沙尼亞 138 SG 新加坡 53 EG 埃及 139 SI 斯洛文尼亞 54 EP 歐洲專利局(EPO)140 SK 斯洛伐克 55 ES 西班牙 141 SM 圣馬力諾 56 ET 埃塞俄比亞 142 ST 圣多美和普林西比 57 EU 歐盟知識產權局(EUIPO)143 SU 前蘇聯 58 FI 芬蘭 144 SV 薩爾瓦多 59 FJ 斐濟 145 SY 敘利亞 60 FR 法國 146 TH 泰國 61 GB 英國 147 TJ 塔吉克斯坦 62 GC 阿拉伯國家合作委員會專利局 148 TM 土庫曼斯坦 63
17、GE 格魯吉亞 149 TN 突尼斯 64 GH 加納 150 TR 土耳其 65 GR 希臘 151 TT 特立尼達和多巴哥 66 GT 危地馬拉 152 TW 中國臺灣 67 GY 圭亞那 153 TZ 坦桑尼亞 68 HK 中國香港 154 UA 烏克蘭 69 HN 洪都拉斯 155 UG 烏干達 70 HR 克羅地亞 156 US 美國 71 HU 匈牙利 157 UY 烏拉圭 72 ID 印度尼西亞 158 UZ 烏茲別克斯坦 73 IE 愛爾蘭 159 VC 圣文森特和格林納丁斯 74 IL 以色列 160 VE 委內瑞拉 序號序號 代碼代碼 中文名中文名 序號序號 代碼代碼 中文
18、名中文名 75 IN 印度 161 VG 英屬維爾京群島 76 IQ 伊拉克 162 VN 越南 77 IR 伊朗 163 WO 世界知識產權組織國際局(WIPO)78 IS 冰島 164 XK 科索沃 79 IT 意大利 165 YE 也門 80 JE 澤西島 166 YU 南斯拉夫 81 JO 約旦 167 ZA 南非 82 JP 日本 168 ZM 贊比亞 83 KE 肯尼亞 169 ZN 桑給巴爾 84 KG 吉爾吉斯斯坦 170 ZW 津巴布韋 85 KH 柬埔寨 86 KR 韓國 1.2.4 數據處理數據處理(1)數據降噪 采用批量去噪方式對檢索數據進行去噪處理,個別技術領域比較通
19、用,有些涉及其他領域的應用也被概括到檢索式中,通過去噪去重,提高本次分析項目的準確率。(2)申請人合并 對申請人字段進行清洗處理。專利申請人字段往往出現不一致情況,例如申請人字段“xxx 集團公司”、“xxx(集團)公司”、“xxx(集團)公司”,將這些申請人公司名稱統一;另外對申請人的前后使用的不同名稱,而實際是同一家的企業的申請人統一成現用名;對于部分主要企業的全資子公司的申請全部合并到母公司。(3)相關事項說明 同族專利約定:在全球專利數據分析時,存在一件專利在不同國家申請的情況,這些發明內容相同或相關的申請被稱為專利族。優先權完全相同的一組專利稱為狹義同族,具有部分相同優先權的一組專利
20、稱為廣義同族。本報告的同族專利指的是狹義同族,即一件專利如進行海外布局則為一組狹義同族。(4)近期數據不完整說明 本次檢索對于 2021 年以后的專利申請數據采集不完整,統計的申請量比實際的專利申請量少,這是由于部分數據在截止日之前尚未在相關數據庫中公開。例 如,PCT 專利申請可能自申請日起 30 個月甚至更長實際之后才能進入國家階段,從而導致與之相應的國家公布時間更晚,中國發明專利申請通常自申請日(優先權日)起 18 個月(要求提前公布的申請除外)才能被公布,以及實用新型專利申請授權后才公布,其公布日的滯后程度取決于審查周期的長短等。由于專利數據公開滯后的原因,本報告中有關趨勢從2021年
21、后的急劇下降是由于專利未公開所導致,并不代表實際申請趨勢。1.2.5 數語解釋數語解釋 以下對本報告中出現的術語進行說明解釋。有關法律狀態的說明:失效專利包括駁回、視為撤回、無效、未繳納年費、權利終止等無效專利。有效:在本報告檢索截止日為止,專利權處于有效狀態的專利申請。無效:在本報告檢索截止日為止,已經喪失專利權的專利或自始至終未獲得授權的專利申請,包括專利申請被視為撤回或撤回、專利申請被駁回、專利權被無效、放棄專利權、專利權因費用終止、專利權屆滿等。WIPO:世界知識產權組織(World Intellectual Property Organization)簡稱“WIPO”,該組織是聯合國
22、保護知識產權的一個專門機構,根據 成立世界知識產權組織公約而設立 WO:表示該專利經 PCT 條約,由 WIPO 進行登記,然后分別進入多個國家進行具體申請的專利,這些專利在 WIPO 中進行公開,因此公開號中以“WO”進行標識。公開號為“WO”的專利,僅能表明這些專利預期通過 PCT 途徑,在全球獲取統一認可的申請日,并不能表明這些專利就一定是在“國際”或者“全球”進行了布局;具體情況仍需進一步跟蹤這部分專利在各國的申請趨勢才能明確這類專利是否具有海外布局的情況。PCT:專利合作條約英文 Patent Cooperation Treaty,簡稱 PCT,從名稱上可以看出,專利合作條約是專利領
23、域的一項國際合作條約。自采用巴黎公約以來,它被認為是該領域進行國際合作最具有意義的進步標志。但是,它主要涉及專利申請的提交,檢索及審查以及其中包括的技術信息的傳播的合作性和合理性的一個條約。EPO:歐洲專利局(EPO)是根據歐洲專利公約,于 1977 年 10 月 7 日正式成 立的一個政府間組織。其主要職能是負責歐洲地區的專利審批工作。歐專局有 38個成員國,覆蓋了整個歐盟地區及歐盟以外的 10 個國家,早期 19 個國家為:奧地利、比利時、丹麥、法國、德國、希臘、愛爾蘭、意大利、列支敦士登、盧森堡、摩納哥、荷蘭、葡萄牙、瑞典、瑞士、西班牙、英國、塞浦路斯、芬蘭。依照歐洲專利公約的規定,一項
24、歐洲專利申請,可以指定多國獲得保護。一項歐洲專利可以在任何一個或所有成員國中享有國家專利的同等效力。EP:是直接向歐專局遞交的歐洲專利申請。1.2.6 查全查準驗證查全查準驗證 1 1.2.6.1.2.6.1 查全率查全率 查全率和查準率是評估專利檢索結果優劣的指標。(1)查全率定義:查全率是衡量某一檢索系統從專利集合中檢出相關專利成功度的一項指標,用來評估檢索結果的全面性。即檢出的相關專利與全部相關專利的百分比,通常來說查全率應在 90%以上。(2)查全率公式:查全率=(檢索出的相關專利量/系統中的相關信息總量)100%(3)本項目查全率驗證方法:通過光芯片產業頭部創新主體專利情況進行驗證。
25、具體地,通過構建的檢索式檢出華中科技大學和珠海光庫科技股份有限公司光芯片產業相關專利數量、再統計出各申請人光芯片產業相關的專利總量,進而計算查全率,查全率結果如表 1-3所示,查全率均在 90%以上,符合要求。表 1-3 光芯片產業查全率驗證 申請人 檢索時間范圍 檢索出的申請人專利量 申請人光芯片產業相關的專利總量 查全率 華中科技大學 1900.01.1-2023.10.16 392 435 90.11%珠海光庫科技股份有限公司 1900.01.1-2023.10.16 18 20 90.00%1 1.2.6.2.2.6.2 查準率查準率 (1)查準率定義:查準率是衡量某一檢索系統的信號噪
26、聲比的一種指標,用來評估檢索結果的準確性。即檢出的相關專利與檢出的全部專利的百分比,通常來說查準率應在 90%以上。(2)查準率公式:查準率=(檢索出的相關信息量/檢索出的信息總量)100%(3)本項目查準率驗證方法:通過構建的檢索式進行光芯片產業的專利檢索,從檢索結果中隨機選取 100件專利,將這 100 件專利按照技術與光芯片產業相關性進行篩查,記錄與光芯片產業相關專利數量。重復 3 次計算平均值。得到的結果如表 1-4 所示,平均查準率為 92.2%,符合要求。表 1-4 光芯片產業查準率驗證 序號 檢索時間范圍 隨機抽查樣本數量 與光芯片產業相關的專利數量 查準率 1 2000.01.
27、1-2023.10.16 100 95 95.00%2 2020.01.1-2023.10.16 150 136 90.67%3 1990.01.1-2023.10.16 100 91 91.00%平均查準率 92.22%2.產業基本情況分析 2.1 產業簡介產業簡介 2.1.1 產業發展歷程產業發展歷程 隨著集成電路的不斷發展,傳統的電子集成電路在帶寬與能耗等方面逐漸接近極限。隨著電子電路集成度的不斷提高,金屬導線變得越來越細,導線之間的間距不斷縮小,這一方面使得導線的電阻和其歐姆損耗不斷增大,使得系統能耗不斷增加;另一方面會造成金屬導線間的電容增大,引起導線之間的串擾加大,進而影響芯片的高
28、頻性能。光通信是以光信號為信息載體,以光纖作為傳輸介質,通過電光轉換,以光信號進行傳輸信息的系統。光通信系統傳輸信號過程中,發射端通過激光器芯片進行電光轉換,將電信號轉換為光信號,經過光纖傳輸至接收端,接收端通過探測器芯片進行光電轉換,將光信號轉換為電信號。光纖接入、4G/5G 移動通信網絡和數據中心等網絡系統里,光芯片都是決定信息傳輸速度和網絡可靠性的關鍵。光芯片作為實現光電信號轉換的基礎元件,其性能直接決定了光通信系統的傳輸效率。早在 1969 年,美國的貝爾實驗室(Bell Labs)就已經提出了集成光學的概念。近年來隨著技術的發展,包括硅、氮化硅、磷化銦、III-V 族化合物、鈮酸鋰、
29、聚合物等多種材料體系已被用于研發單片集成或混合集成的光子芯片。美國英特爾公司于 2006 宣布,該公司與美國加州大學圣芭芭拉分校(UCSB)的研究人員已成功研發出了世界上首個采用標準硅工藝制造的電力混合硅激光器,這標志著用于未來計算機和數據中心的低成本、高帶寬硅光子學設備產業化的障礙之一被解決。美國加州大學伯克利分校(UC Berkeley)于 2015 年報道了利用光進行數據傳輸的第一個在硅基片上集成的光電子系統,利用光信號進行數據的搬運和傳輸。2018 年,美國麻省理工學院(MIT)的研究團隊也報道了將光波導、微環諧振腔光調制器等約 850 個光子器件和約 7000 萬個個晶體管等電子器件
30、集成在了同一個光電子系統中的工作。2021 年,來自加拿大和美國的團隊也報道了可編程的多光子量子芯片1。1 百度百科:光子芯片 我國在近些年也在光芯片產業上開始發力,2013 年孫杰博士于 MIT 在 Nature雜志發表了名為“Large-Scale Nanophotonic Phased Array”的文章,提出了相控陣激光雷達。該技術有望將目前成本數萬美元的機械式激光雷達的成本降低到幾百美元,并且避免了透鏡等機械構件的使用,理論上具備極強的穩定性。2017 年沈亦辰博士于 MIT 在 Nature 雜志發表了“Deep Learning with Coherent Nanophotoni
31、c Circuits”,提出了使用馬赫曾德干涉儀組成的光學芯片代替 GPU 進行神經網絡計算的方案,引起了巨大的轟動。利用光計算理論上可以將主頻提升到 100Ghz,并且還可以使用波分復用技術增加復用通道,并且只需要 100nm 的制程,最重要的是功耗理論上可以達到電子芯片的十萬分之一。以上兩位博士均歸國創立了自己的光芯片品牌。2.1.2 產業鏈分析產業鏈分析 光芯片產業鏈主要包括上游材料、中游芯片制造和下游應用三個環節。上游材料主要包括晶圓外延、光電子材料、光纖等,其質量和性能直接影響著光芯片的性能和成本。光電子材料中又主要包含磷化銦襯底材料、工業氣體、封裝材料等材料。外延(外延(epita
32、xy)是指在經過切、磨、拋等仔細加工的單晶襯底上生長一層新單晶的過程,新單晶可以與襯底為同一材料,也可以是不同材料(同質外延或者是異質外延)。由于新生單晶層按襯底晶相延伸生長,從而被稱之為外延層。磷化銦襯底材料磷化銦襯底材料,磷化銦是磷和銦的化合物,磷化銦作為半導體材料具有優良特性。使用磷化銦襯底制造的半導體器件,具備飽和電子漂移速度高、發光波長適宜光纖低損通信、抗輻射能力強、導熱性好、光電轉換效率高、禁帶寬度較高等特性,因此磷化銦襯底可被廣泛應用于制造光模塊器件、傳感器件、高端射頻器件等對應下游終端領域包括 5G 通信、數據中心、人工智能、無人駕駛、可穿戴設備等領域2。工業氣體工業氣體在芯片
33、生產過程中起到了至關重要的作用。在半導體制造過程中,高純度氣體用于清洗和修飾芯片表面;惰性氣體則用于防止雜質的氧化和腐蝕;電 2 中國磷化銦襯底行業發展現狀、上下游產業鏈分析及未來發展趨勢 離氣體則用于產生光源等等3。封裝材料封裝材料是指封裝電子元器件、光電器件、LED 照明等產品所需的材料,主要用于保護產品,提高產品的可靠性和穩定性。封裝材料種類繁多,主要包括塑封料、膠粘劑、填充材料、導熱材料等。中游芯片制造主要包括芯片設計、晶圓加工、芯片測試等,其技術水平和產能規模決定著光芯片的競爭力和市場份額。芯片設計芯片設計又被稱為電路設計,是指以集成電路,超大規模集成電路為目標的設計流程。我國目前在
34、這一領域實力相對較弱。晶圓加工中,光刻機光刻機的地位非常重要。光刻是將設計好的電路圖從掩膜版轉印到晶圓表面的光刻膠上,通過曝光、顯影將目標圖形印刻到特定材料上的技術。光刻工藝包括三個核心流程:涂膠、對準和曝光以及光刻膠顯影。芯片測試芯片測試:隨著芯片的復雜度原來越高,芯片內部的模塊越來越多,制造工藝也是越來越先進,對應的失效模式越來越多,而如何能完整有效地測試整個芯片,在設計過程中需要被考慮的比重越來越多。下游應用主要包括光器件、光模塊、光通信設備等,其需求規模和技術要求驅動著光芯片的市場發展和技術創新。光器件光器件:分為有源器件和無源器件,光有源器件是光通信系統中需要外加能源驅動工作的可以將
35、電信號轉換成光信號或將光信號轉換成電信號的光電子器件,是光傳輸系統的心臟。光無源器件是不需要外加能源驅動工作的光電子器件。光模塊光模塊:由光電子器件、功能電路和光接口等組成,包括發射和接收兩部分。其作用就是發送端把電信號轉換成光信號,通過光纖傳送后,接收端再把光信號轉換成電信號。光通信設備光通信設備:是利用光波傳輸信息的通信設備。由信號發送、信號傳輸和信號接收三部分組成。根據傳輸介質不同,分為大氣激光通信裝置、光纖激光通信裝置、空間激光通信裝置和波導型激光通信裝置。3 中國芯片不離開國外“空氣”活不了?工業氣被壟斷現狀,急需突破 圖 2-1 光芯片產業鏈圖譜 2.2 產業發展現狀分析產業發展現
36、狀分析 2.2.1 全球產業發展現狀全球產業發展現狀 2022 年全球光模塊市場規模約為 108 億美元,其中高速率光模塊(25G 及以上)市場規模為 92 億美元,占比達到 85.2%。按照光芯片占光模塊市場比重為 18%的估算,2022 年全球光芯片市場規模為 19.4 億美元,其中高速率光芯片市場規模為 16.6 億美元,占比達到 85.6%。截止到 2022 年底,全球的光模塊市場規模為 108 億美元,高速率光模塊(25G及以上)的市場規模最大,約為 92 億美元占比 85.2%。光芯片在光模塊中的市場規模占比約為 18%,這意味著光芯片的市場規模約為 194.億美元,而高速率光芯片
37、市場規模則為 16.6 億美元,占比達到 85.6%??梢酝茰y 2023 年之后的一段時間內,其全球光模塊市場規模將繼續保持較高增長,預計會從 2022 年的 108 億美元增長到 2028 年的 162 億美元,復合年增長率為 7.1%。其中,高速率光模塊(25G 及以上)市場規模將快速擴大,從 2022 年的 95 億美元增長到 2028 年的 158 億美元,復合年增長率為 9.1%。對應的全球光芯片市場規模將從 2022 年的 19.6 億美元增長到 2028 年的 28.9 億美元,復合年增長率為 6.8%。其中,高速率光芯片市場規模將從 2022 年的 17.3 億美元增長到202
38、8 年的 28.4 億美元,復合年增長率為 8.6%。2.2.2 中國中國產業發展現狀產業發展現狀 中國光芯片產業發展呈現出參與廠商分散,產品體系豐富度和成熟度較低的 現狀。由于研發困難,光芯片處于產業鏈的核心位置,具有高技術壁壘,占據了產業鏈的價值制高點。光源激光器芯片占到光模塊成本的 50%左右(占光器件 68%,占 TOSA+ROSA 85%),高端模塊中占比可能高達 70%。然而,目前國內能夠生產高端光芯片的廠家數量有限,主要集中在一些美日廠商中,國內光芯片生產能力較弱,仍有待提升。在低端和中端光芯片領域,國內廠商已經形成了一定的規模和技術優勢,如華工科技、源杰科技、光庫科技等,主要提
39、供 2.5G、10G 和部分 25G 的 DFB 激光器芯片、PIN 探測器芯片等,市場份額較高,但產品毛利率較低;在高端光芯片領域,國內廠商仍然處于追趕和突破的階段,如長光華芯、仕佳光子、騰景科技等,主要提供 25G 及以上的 EML 激光器芯片、硅光芯片、薄膜鈮酸鋰調制器芯片等,市場份額較低,但產品毛利率較高。截止到 2022 年低,中國高速率(25G 及以上)光芯片市場份額排名前五的企業分別是華工科技(30%)、源杰科技(20%)、光庫科技(15%)、長光華芯(10%)和仕佳光子(5%)。其中,華工科技、源杰科技主要提供 25G DFB 激光器芯片,光庫科技主要提供鈮酸鋰調制器芯片,長光
40、華芯主要提供 25G EML 激光器芯片,仕佳光子主要提供硅光芯片。這五家企業占據了中國高速率光芯片市場份額的 80%,顯示出較高的集中度。圖 2-2 中國高速率(25G 及以上)光芯片市場份額排名 在光探測芯片領域,國內廠商包括光迅科技、光森電子、三安光電等,主要選30%20%15%10%5%20%中國高速率(25G及以上)光芯片市場份額占比華工科技源杰科技光庫科技長光華芯仕佳光子其他 擇傳統成熟的 PIN-PD、APD 領域,產品較多運用于光通信產業鏈中。另一部分廠商如芯視界、靈明光子、阜時科技等新興創企則更注重布局未來方向的 SPAD/SiPM領域,國產 SPAD/SiPM 探測器正陸續
41、應用于消費電子、激光雷達、AR/VR、醫療等領域??偟膩碚f,中國光芯片產業還需要加強技術研發和提升產品質量,以適應未來市場的需求。2.2.3 珠海珠海產業發展現狀產業發展現狀 珠海市作為中國華南地區的重要城市之一,光芯片產業已成為其發展的重要支柱。本文將從產業規模、技術創新、企業集群、人才培養、政府支持、生態環境和產業鏈完整等方面,介紹珠海集成電路產業的發展現狀。在產業規模上,珠海集成電路產業的企業數量和產值都在不斷增長。目前,珠海市擁有多家知名的集成電路企業,如納思達、全志科技、方正微電子等。這些企業不僅在集成電路設計、制造、封裝測試等方面有著較強的實力,也在產品研發、市場拓展等方面有著卓越
42、的表現。據統計,珠海集成電路產業的產值從 2018 年的150 億元人民幣增長到 2021 年的 300 億元人民幣,市場銷售額也相應增長了近兩倍。珠海集成電路產業在技術創新方面取得了顯著進展。多家企業擁有先進的科研成果和專利技術,如納思達的打印機芯片、全志科技的智能終端芯片等。這些技術的應用領域廣泛,包括通信、醫療、汽車電子、智能家居等。同時,珠海市政府也積極推動企業與高校、科研機構之間的合作,加快科技成果的轉化和推廣。同時,珠海集成電路產業的企業集群化發展態勢日益顯著。在產業園區建設方面,珠海市已建成了多個具有一定規模的集成電路產業園,如珠海軟件園、珠海高新區集成電路產業園等。這些產業園為
43、企業的集聚和發展提供了良好的環境和配套設施,企業之間的合作關系也日益緊密。例如,納思達與全志科技在打印機芯片和智能終端芯片領域建立了深度合作關系,共同推動產品的研發和市場推廣。在人才培養方面,珠海集成電路產業的發展需要大量高素質的人才支持。為了滿足這一需求,珠海市政府和企業都加大了人才培養力度。一方面,珠海市通過產學研合作的方式,建立起了一批集成電路相關的實驗室和研發中心,為人才培養提 供了平臺。另一方面,珠海市還出臺了一系列的政策措施,鼓勵企業和高校聯合培養人才。此外,一些專業師資力量雄厚的高校和科研機構,如暨南大學、珠海城市職業技術學院等也在珠海市設立了相關專業,為珠海集成電路產業培養了大
44、量的專業人才。光芯片產業的快速發展也離不開政策的支持。珠海市政府對集成電路產業的發展給予了大力支持。首先,珠海市政府制定了一系列專項資金政策如 珠海市大力支持集成電路產業發展的意見 和 關于促進珠海市集成電路產業發展的若干政策措施等,鼓勵企業進行技術創新和擴大再生產。其次,珠海市政府還出臺了稅收優惠政策,對集成電路企業給予了一定的稅收減免和財政補貼。這些政策的實施,有效地降低了企業的運營成本,提高了企業的市場競爭力。珠海集成電路產業的發展還得到了良好的生態環境支持。在物流配送方面,珠海市擁有完善的交通網絡和現代物流體系,為企業提供了高效便捷的物流服務。在技術支持方面,珠海市政府設立了多個公共服
45、務平臺,為企業提供技術咨詢、項目開發、成果轉化等服務。此外,珠海市還積極推動企業與高校、科研機構的合作,加強產學研一體化發展,提高技術水平和創新能力。珠海集成電路產業的產業鏈完整性和質量水平較高。從設計環節來看,珠海市擁有多家專業的集成電路設計企業,這些企業具備較強的研發能力和技術水平,能夠提供高質量的設計服務。在制造環節,珠海市多家制造企業具備先進的生產設備和制造技術,能夠滿足不同類型產品生產需求。在封裝測試環節,珠海市企業也具備了較高的技術水平和生產能力,能夠保證產品的質量和性能。此外,珠海市的集成電路產業鏈還涵蓋了材料、設備等相關領域,為企業提供了完整的產業生態鏈??傊?,珠海市的集成電路
46、產業在產業規模、技術創新、企業集群、人才培養、政府支持、生態環境和產業鏈完整等方面都取得了不俗的成績。在未來的發展中,珠海市將繼續加大對集成電路產業的扶持力度,加強技術創新和人才培養,推動產業鏈的優化和發展,以實現更高水平的發展和更大的突破。2.3 產業產業發展瓶頸發展瓶頸 隨著科技進步,光芯片產業在全球范圍內快速發展,成為信息技術領域的重要支柱。然而,光芯片產業在制造工藝、技術創新與研發、市場應用與推廣以及政策 與法規環境等方面面臨著諸多挑戰。光芯片制造工藝是整個產業的核心,制造工藝的挑戰也是產業發展面臨的首要問題。一方面,光芯片制造需要精細的微納加工技術,如紫外光刻、微納米力學控制等,這些
47、技術難度大、成本高。另一方面,光芯片制造還需要嚴格的質量控制和環境控制,以保證產品的一致性和可靠性。由于這些因素的限制,光芯片制造工藝的發展面臨諸多挑戰。光芯片產業的發展需要不斷的技術創新與研發,然而目前研發限制和未解決的問題成為產業發展的瓶頸。首先,光芯片的設計和制造涉及多個學科領域的前沿技術,如物理、化學、材料科學等,這些學科的交叉融合為技術創新帶來巨大挑戰。其次,光芯片的研發需要大量的資金投入,而這也成為制約產業發展的重要因素。最后,由于光芯片市場的快速變化,技術創新與研發的周期也受到限制,進一步加劇了產業發展的難度。光芯片市場應用與推廣面臨諸多難題。首先,光芯片的成本較高,限制了其在通
48、信、計算等領域的大規模應用。其次,光芯片的技術門檻較高,對相關人才的需求也較為迫切,而目前市場上的專業人才相對較少,服務不足成為制約產業發展的關鍵因素。最后,光芯片市場尚未完全形成,產業鏈上下游企業之間的合作與協同尚未達到理想狀態,這也為光芯片的應用與推廣帶來一定難度。政策與法規環境對于光芯片產業的發展具有重要影響。一方面,政策支持對于光芯片產業的發展至關重要,例如政府可以通過資金支持、稅收優惠等措施鼓勵產業發展。然而,目前相關政策支持還不夠完善,對于光芯片產業的扶持力度有待加強。另一方面,法規環境也會對光芯片產業產生壓力。例如,知識產權保護政策不完善可能導致企業遭受侵權損失,而環保法規的嚴格
49、執行則可能增加企業的生產成本。因此,政策與法規環境的不確定性成為制約光芯片產業發展的重要因素。綜上所述,光芯片產業發展面臨制造工藝挑戰、技術創新與研發限制、市場應用與推廣難題以及政策與法規環境壓力等多方面的瓶頸問題。為了突破這些發展困境,政府、企業和研究機構需要共同努力。政府應加大對光芯片產業的扶持力度,完善政策支持體系;企業應加強技術研發和人才培養,提升核心競爭力;研究機構則應加強產學研合作,推動科技創新和成果轉化。只有通過各方共同努力,才 能推動光芯片產業實現可持續發展。3.產業發展方向分析 3.1 產業發展與專利產業發展與專利&標準布局的互動關系標準布局的互動關系 3.1.1 產業技術發
50、展歷產業技術發展歷程程 檢索截止日期:2023 年 10 月 16 日,全球專利累計總量 255681。近 20 年專利總量為 186633 件,占比 73.0%。了解一個產業的專利申請情況可以從宏觀層面把握產業在各時期的專利申請熱度變化,從而直接反應該產業的創新活躍程度。下圖為近 20 年產業的全球專利申請趨勢圖。圖 3-1 全球/中國光芯片產業專利申請趨勢 在過去的幾十年里,全球光芯片的發展經歷了多個階段。以下是對光芯片發展歷程的詳細概述:(1)技術累積期()技術累積期(1988 年)年)在 20 世紀 80 年代,隨著半導體技術和光通信的發展,人們開始探索光芯片的可能性。在這個時期,研究
51、者們致力于研究如何將光學器件集成到芯片上,以實現更高效和更可靠的光通信。早期的光芯片主要采用半導體材料,如硅和砷化鎵等。(2)第一次高速發展期()第一次高速發展期(19892001 年)年)到了 20 世紀 90 年代,隨著互聯網和通信網絡的快速發展,光芯片的需求急劇增加。在這個時期,研究者們致力于提高光芯片的傳輸速率和降低成本。高速光 芯片采用了多種技術,如光波導、光放大器和光調制器等。這些技術使得光芯片能夠實現更高速率和更遠距離的光通信。2001 年全球的光芯片專利申請數量達到了6745 件。(3)技術緩慢增長期()技術緩慢增長期(20022009 年)年)在 21 世紀初,人們開始將多個
52、光芯片集成在一起,形成光子集成芯片(PIC)。這種集成技術使得光芯片的尺寸更小、成本更低、性能更優。通過采用新材料和新工藝,PIC 能夠實現更多功能和更高性能的光通信。雖然這一技術已經確定為未來趨勢,但是研發難度較高,全球的專利申請總量增長緩慢,甚至呈現下降趨勢。(4)第二次高速發展期()第二次高速發展期(2010 年至今)年至今)隨著技術的不斷發展,人們開始探索新的光學材料和新的應用領域。例如,研究人員開始研究硅基光子學,這種技術可以利用硅材料實現高效、低成本的光通信。此外,光芯片也開始應用于其他領域,如生物醫學、環境監測等。同時,隨著5G 和 6G 通信技術的發展,光芯片在高速通信中的應用
53、越來越廣泛。5G 通信技術需要更高的傳輸速率和更低的延遲,而光芯片可以實現高速和低延遲的光通信。在6G 通信中,光芯片將成為實現更高傳輸速率和更低延遲的關鍵組件。這些因素共通帶動了光芯片產業的飛速發展。從早期的研究到現在的應用,光芯片的技術不斷進步和創新,未來隨著技術的不斷發展,光芯片將會在更多領域發揮重要作用。我國光芯片的發展歷程則與全球光芯片產業專利發展趨勢稍顯不同。(1)起步階段(起步階段(2007 年)年)在光芯片的起步階段,我國面臨著缺乏核心技術、設備匱乏的嚴峻形勢。到2007 年,我國的光芯片產業專利申請數量僅為 956 件。然而,正是這一時期的積累,為后續研究奠定了基礎。在起步階
54、段,我國科研機構和企業開始對光芯片進行探索和研究,開展了一系列芯粒制備、光學系統搭建等基礎性工作。雖然實驗條件簡陋,但科研人員不畏艱難,逐漸積累了豐富的經驗。(2)實驗室階段()實驗室階段(20082011 年)年)進入實驗室階段,我國科研機構和企業開始深入研究光芯片技術,取得了豐碩的成果。在這個階段,我國科研機構和企業通過與國際同行進行交流和學習,不斷提升自身的研發實力。實驗室階段的研究成果為我國光芯片技術的發展提供了強有力的支持。在實驗室階段,我國科研機構和企業取得了以下成果:1、在芯粒制備方面,成功研發出多種類型的芯粒材料,提升了芯粒的質量和性能。例如,中國通富微電成功研發了一種名為“C
55、hiplet 芯粒技術”的 5nm 芯片封裝產品,并在逐步量產中。這一技術可以將多個小芯片拼裝,通過芯粒封裝而成為大芯片,實現等效效果。這種技術的優勢在于可以在降低功耗的情況下提升性能。2、在光學系統搭建方面,攻克了多項關鍵技術,提高了光學系統的穩定性和可靠性。中國實現了相干光通信的升級。這包括開發出多通道、高速、低噪聲、低功耗的相干光接收機,以及實現高速、高精度、低成本的相干光信號處理技術。這些技術可以用于下一代光網絡、5G/6G 信號處理等領域。3、在光芯片設計方面,掌握了先進的仿真技術和優化算法,提升了光芯片的性能和降低功耗。例如在光子計算芯片領域,曦智科技設計出了全球首款光子計算芯片原
56、型板卡,最新的單個芯片可集成 12000 個光子元器件,一些算法的實測性能已超過英偉達 GPU 的 100 倍,在光子計算領域領先國外。4、在光芯片制造方面,開始嘗試采用先進的工藝技術,如薄膜沉積、光刻等,為后續中試階段打下基礎。例如上海交通大學鄒衛文團隊成功研制出具備運行復雜神經網絡能力的光學相干點積核計算芯片。這項成果已通過 面向復雜深度學習回歸任務的光學相干點積核芯片項目的認可,并成功發表在光學領域權威期刊Light:Science&Applications 上。(3)中試階段()中試階段(2012-2015 年年)經過實驗室階段的深入研究,我國光芯片技術逐漸走向成熟。在中試階段,我國科
57、研機構和企業開始進行產學研合作,將實驗室研究成果轉化為實際產品。這一階段的成功為我國光芯片的產業化奠定了堅實的基礎。在中試階段,我國科研機構和企業取得了以下成果:1、在產學研合作方面,建立了多個聯合實驗室和產學研合作基地,加速了科技成果轉化。2、在中試成功率方面,通過不斷嘗試和改進工藝,中試階段的成功率大幅提升,為產業化生產提供了有力保障。3、在成本控制方面,通過優化工藝流程和材料選擇,有效降低了光芯片的生產成本。4.在產品性能方面,經過不斷研究和改進,我國光芯片產品的性能得到大幅提升,接近國際領先水平。(4)產業化階段()產業化階段(2016 年至今)年至今)進入產業化階段,我國光芯片技術已
58、經具備了較強的市場競爭力。在這個階段,我國科研機構和企業繼續優化生產工藝,提升產品質量,加強企業合作,推動產品推廣。隨著市場需求的不斷增長,我國光芯片產業逐漸形成了完整的產業鏈和產業集群。在產業化階段,我國科研機構和企業取得了以下成果:1、在市場前景方面,我國光芯片市場呈現出快速增長的趨勢,成為全球最重要的光芯片市場之一。2、在企業合作方面,我國科研機構和企業積極與國內外企業開展合作,形成了多元化的產業格局。3、在產品推廣方面,我國光芯片產品廣泛應用于通信、數據中心、智能制造等領域,并得到國內外客戶的認可和好評。4、在產業鏈完善方面,我國光芯片產業逐漸形成了從原材料供應到下游應用完整的產業鏈條
59、,為產業發展提供了有力支撐。利用專利申請量與專利申請人數量隨時間的推移而變化來幫助分析當前技術領域生命周期所處階段。通過這個圖可以幫助評估技術發展的階段,預測技術發展極限,從而進行有效技術管理的方法。圖 3-2 為近 20 年全球光芯片產業專利技術生命周期圖。從圖中可以看出,全球的光芯片產業出現了兩次快速發展期,分別為 2008-2012 年和 2015 年至今。其表現為專利規??焖贁U大,專利申請人不斷增加,這也與全球光芯片產業專利申請趨勢基本一致。由于 PCT 專利和海外專利的公開時間較長,導致 2022 年的部分專利數據尚未公開,因此呈現出數據下降的趨勢,不代表產業的實際情況。通過全球光芯
60、片專利申請趨勢和全球光芯片專利技術生命周期圖可以看出,未來幾年光芯片產業仍將快速增長。圖 3-2 近 20 年全球光芯片產業專利技術生命周期圖 圖 3-3 為中國近 20 年光芯片產業專利技術生命生命周期圖??梢钥闯鲋袊鴮@暾埲撕椭袊鴮@暾埩慷荚诜€步增長,但是增長速度相比于全球稍顯緩慢,目前還處于初期的發展階段。圖 3-3 近 20 年中國光芯片產業專利技術生命周期圖 總的來說,中國近20年光芯片產業生命周期逐漸呈現出成熟化的趨勢。然而,產業生命周期的變化受到多種因素的影響,如技術進步、市場需求、政策環境等。因此,政府和企業需要密切關注市場動態和技術發展趨勢,制定合理的戰略和政策,以促進中
61、國光芯片產業的持續發展。而在專利方面,企業應該通過申請專利,可以保護其創新成果,防止技術被抄襲或侵犯;再利用大量專利構建技術壁壘,阻 止競爭對手進入市場或限制其發展。同時大量的高質量專利也可以為企業提供信譽和信任,擁有專利的企業可以生產出具有獨特功能和優勢的產品,從而在市場上獲得更大的份額,這有助于提高企業的形象和聲譽。3.1.2 產業轉移趨勢產業轉移趨勢 3.1.2.1 3.1.2.1 全球產業轉移趨勢全球產業轉移趨勢 圖 3-4 為全球專利受理國和專利來源國排名。圖 3-4 專利受理國和專利來源國排名 在光芯片產業上,我國的專利公開量排名第一具有較為明顯的優勢,其專利公開量為 69407
62、件,比第二名日本多出了一萬多件。這一意味著我國擁有著龐大的光芯片產業市場。隨著 5G、千兆光網等新型信息基礎設施的高速建設,以及人工智能、數據中心等熱點領域的發展,對光芯片的需求持續增長。這些領域的發展為光芯片產業創造了巨大的市場需求;我國在半導體領域擁有完整的產業鏈,從設計、制造到封裝、測試等環節都有相應的企業參與。這種產業協同效應使得我國光芯片產業在各個環節都能得到有效的支持和優化。第二名日本共有 57119件專利,日本在半導體領域有著深厚的歷史積累和強大的技術實力。從 20 世紀 60 年代開始,日本就積極發展半導體產業,并在光芯片領域取得了重要突破。這些歷史積累為日本在光芯片產業的發展
63、提供了堅實的基礎。第三名為美國,共有 50688 件專利。目前,美國在光芯片領域擁有世界領先的技術和研發實力,其光芯片設計、制造和封裝技術都處于全球領先地位。美國擁有一些全球領先的光芯片企業,如Cisco、Intel、Juniper Networks 等。這些企業在光通信領域具有很高的市場份額,并持續投入研發,推動光芯片技術的不斷進步。從專利來源國上來看,日本排名第一,共有 77101 件專利;第二名為美國,擁有 61402 件專利;第三名為中國,共有 61188 件專利。日本的光芯片產業具有完整的產業鏈,從原材料、設備到制造、封裝和測試等環節都具備強大的實力。日本政府一直致力于推動半導體產業
64、的發展,為光芯片產業提供了大量的資金支持和政策扶持。例如,日本政府推出的“國家半導體戰略”,旨在推動半導體產業的發展,其中光芯片產業是重點之一。日本的半導體企業也擁有強大的競爭力,其中以東京電子、佳能、尼康等公司為代表。這些企業在光芯片領域擁有強大的研發實力和生產能力,能夠提供高質量、高性能的光芯片產品。美國在光芯片產業鏈中占據重要地位,其企業在光芯片的設計、制造、封裝、測試等環節都擁有強大的實力。同時,美國也通過全球化戰略,將光芯片產業中的各個環節在全球范圍內布局,進一步擴大了其在全球光芯片產業中的市場份額。通過專利受理國也可以看出,美國同樣擁有龐大的光芯片市場,作為全球最大的信息技術市場之
65、一,其對光芯片的需求也日益旺盛。美國在光通信、汽車電子等領域也具有廣泛的應用場景,為光芯片產業提供了廣闊的市場空間。目前,中國在光芯片設備領域如蝕刻機、清洗機、單晶爐、氧化爐、磁控濺射臺、探針測試臺、化學機械研磨機、引線鍵合機、晶圓劃片機、晶片減薄機等,已經達到了國際先進水平,在光通信領域,中國已經實現了從光芯片到光模塊的全面國產化,具備了大規模生產能力。作為世界第一大工業制造國,中國已經具備了大規模生產光芯片的能力,能夠生產出性能穩定、可靠性高的產品。同時,中國還在不斷加大研發力度,提升光芯片的技術水平和生產效率??梢哉f中國在整個半導體領域上還有很大的潛力。圖 3-5 為全球光芯片產業高價值
66、專利受理國及來源國前十名排名。本排行榜選取了同族專利數量大于 4 的專利受理國/來源國進行排名,以了解全球高價值專利在主要國家的來源情況。在高價值專利受理國方面,美國高價值專利數量排名第一,為 23927 件,遠遠領先其他國家;第二名則為日本,共 14727 件專利;第三名為 EPO,共有 11023 件專利。美國遙遙領先的實力主要源于一下幾個方面:美國是全球科技創新的中心之一,擁有著世界領先的技術和科研實力。美國政府和企業在科技創新方面投入了大量的資金和資源,這也為光芯片技術的發展提供了良好的環境和支持;美國是全球光通信市場最大的需求方之一,光芯片技術的市場需求較大。同時,美國在光通信領域擁
67、有著領先地位,擁有眾多光通信企業和研究機構,這也為光芯片技術的發展提供了良好的環境和支持;美國是全球知識產權保護最為嚴格的國家之一,專利保護制度完善。企業申請專利在美國能夠獲得更好的保護和維權,這也為光芯片技術的發展提供了保障;美國是全球金融中心之一,資本運作非常發達,投資環境良好。這也使得美國成為了許多企業進行光芯片技術研發和專利布局的首選地。圖 3-5 高價值專利的專利受理國和專利來源國分析 在專利來源國方面,美國仍舊位居第一并大幅領先第二名,共有 36823 件專利;第二名為日本,共有 26861 件專利;第三名為德國,共有 7650 件專利??梢钥闯?,全球的高價值專利基本上都出自美國和
68、日本。光通信領域的研究和發展已經成為了美國重要的戰略方向之一。美國在光通信技術方面有著深厚的積累和領先地位,這也為光芯片技術的發展提供了良好的環境和支持。而半導體產業同樣是日本的重要支柱產業之一。光芯片是半導體領域中的重要組成部分,日本在半導體領域的領先地位也為光芯片技術的發展提供了良好的環境和支持。作為老牌的半導體強國,日本在光芯片技術領域具有較高的技術積累和人才儲備。日本的大學和研究機構在光通信和半導體領域有著豐富的研究經驗和實力,這也為日本的光芯片技術發展提供了重要的人才支持。圖 3-6 為全球光芯片產業重點國家專利受理國和專利來源國變化趨勢圖,通過研究各個時間段的專利申請數量并與之對比
69、,有助于了解光芯片產業在各國的發展趨勢與潛力,以及各國的技術實力情況。圖 3-6 重點國家專利受理國和專利來源國變化趨勢 從受理國的角度上來分析,我國自 2011 年之后的專利受理量開始呈現飛速生長的趨勢,其增長速率遠遠超出其他國家。2011-2015 年,中國專利受理量激增至20203 件,到目前更是有 68717 件專利。中國是全球最大的光通信市場之一,對光芯片的需求量巨大。而隨著國家對半導體行業的重視,中國在光芯片技術領域的創新能力逐漸提升,中國企業開始在光芯片技術上進行自主研發和創新,從而掌握了更多的核心技術,獲得了更多的專利。最后,中國作為全球光通信市場的重要一極,未來發展潛力巨大。
70、光芯片作為光通信領域的關鍵技術,其在未來的發展前景廣闊。因此,許多光芯片產業企業選擇在中國進行專利布局,以獲得未來的市場機 會和競爭優勢。美國和日本的專利受理量在早期明顯優于其他國家,說明其發展和使用光芯片的時間較早,是老牌的光芯片大國,其 2001-2005 年的專利受理量分別為 8766 件和 9878 件,并且根據近幾年的專利受理趨勢來看,未來其光芯片市場仍會進一步的擴大。從最早優先權的角度來看,美國和日本在早期基本上壟斷了光芯片產業,2001-2005 年的專利申請量分別為 10649 件和 14271 件,具有極大的專利和技術優勢,但是隨著時間的推移,這一優勢開始變小。目前,美國和日
71、本仍舊是光芯片產業技術大國并仍舊產出大量的專利以維持其領先地位。我國的光芯片產業主要在 2011年之后開始快速發展,到目前已經有 61012 件專利申請,中國在科技創新方面的投入不斷增加。隨著中國光通信和互聯網技術的快速發展,對光芯片的需求量不斷增加。中國政府也在推動光芯片產業的發展,加大對相關企業的支持和投入,促進了光芯片技術的創新和發展。中國的一些科研機構和企業在光芯片技術方面開展了大量研究,掌握了多項核心技術,并不斷推動技術的迭代和創新。這種技術創新能力的提升為中國光芯片產業的發展提供了重要支撐。這一時期,中國也加強了對知識產權的保護力度,為光芯片產業的創新和發展提供了更好的保障。企業能
72、夠更好地保護自己的技術成果和創新,激發了企業進行技術創新和專利申請的積極性,進而促進了中國光芯片產業實力的提升。圖 3-7 全球光芯片產業五局專利流向圖 圖 3-7 為全球光芯片產業五局專利流向圖。中美歐日韓,常稱為世界知識產權五大局,是全球專利最為集中的地區。分析中、美、歐、日、韓五大局的專利流向,展現出該技術在五大局的技術發源情況和市場布局情況??梢詭椭私庠擁椉夹g被哪些國家的申請人所持有,即技術來源國,而這些專利持有者除了將該技術布局在所屬國,還布局到了哪些目標市場。日本、美國和韓國均向其他國家輸出了大量的專利,尤其是向美國和中國。而中國和歐洲專利局對外輸出的專利數量則較少。在全球排名前
73、五國家/地區中,日本、美國和韓國都在積極的進行海外布局從而開拓海外市場,是主要的技術輸出國。相比于其他國家,我國向海外輸出的專利則偏少,我國企業申請專利時,更注重國內市場的保護和維權,因此在國內申請專利即可滿足其需求。而海外市場可能不是其主要關注點,因此較少在海外進行專利布局。同時,我國企業在知識產權保護方面相對較弱,對海外專利布局的重要性認識不足。一些企業由于缺乏知識產權保護意識和經驗,導致在海外申請專利時存在困難和障礙。而相對于一些發達國家,中國的光芯片技術水平和創新能力還存在一定差距。因此,在海外進行專利布局需要更高的技術水平和創新能力支持,中國企業可能因為技術實力不足而較少在海外進行專
74、利布局。與之相比,美國的光芯片企業通常具有全球市場戰略,注重在全球范圍內進行專利布局,以保護其產品和技術在海外市場的應用和推廣。通過在海外申請專利,可以更好地保護其產品和技術在海外市場的知識產權,從而拓展全球市場。在技術方面,美國的光芯片技術領域處于領先地位,通過在海外申請專利可以鞏固其技術創新和領先地位,同時也可以獲得更多的技術籌碼,以在未來的技術競爭中獲得更多優勢。3.1.2.2 3.1.2.2 中國產業轉移趨勢中國產業轉移趨勢 圖 3-8 為中國光芯片產業省市專利規模前十排行榜。圖 3-8 中國光芯片產業省市專利規模排名 TOP10 可以看出,廣東省在光芯片產業上擁有最多的專利,共有 1
75、2935 件,綜合實力較強;第二名為江蘇省,共有 9716 件專利;第三名為北京市,共有 4367 件專利。我國各省市都有光芯片產業布局,其中長三角、珠三角、環渤海等地區為主要的光芯片產業集聚區。長三角地區以江蘇、浙江、上海等省市為主,珠三角地區以廣東為主,環渤海地區則以北京、天津等省市為主。這些地區的光芯片產業主要涉及設計、制造、封裝等領域,擁有眾多知名的光芯片廠商。圖 3-9 為中國光芯片產業城市專利規模前十排行榜。圖 3-9 中國光芯片產業城市專利規模排名 TOP10 光芯片產業專利規模排名前三的城市為深圳市、蘇州市和北京市轄,其專利規模分別為 7143 件、3920 件和 3559 件
76、。我國目前在各城市建設許多半導體園區,包括南京、武漢、成都、深圳等。這些園區依托當地高校和研究機構的支持,聚集 了眾多光芯片設計、制造和封裝企業,形成了一定的產業集聚效應。同時,我國各城市在光芯片產業重點企業培育方面也取得了一定的成果。一些具備較強研發實力和市場競爭力的企業,如華為、中興通訊、長飛光纖等,已成為我國光芯片產業的領軍企業。這些企業在技術創新、產品質量和市場拓展等方面具有較大優勢,對整個產業的發展起到了積極的推動作用。圖 3-10 中國各省市光芯片產業專利申請趨勢 圖 3-10 為中國各省市光芯片產業專利申請趨勢,可以看出省市間產業轉移趨勢。作為改革開放的橋頭堡和先行區,改革開放后
77、的廣東依靠毗鄰香港的優勢,經濟迎來了騰飛,已連續 30 年 GDP 全國第一。在政策方面,廣東省政府高度重視光芯片產業的發展,出臺了一系列扶持政策,包括資金支持、稅收優惠、人才引進等。如:廣東省培育半導體及集成電路戰略性新興產業集群行動計劃(20212025年)、廣東省制造業高質量發展“十四五”規劃等為光芯片產業的發展提供了有力的政策保障。在市場需求方面,隨著 5G、物聯網、云計算等技術的快速發展,光芯片市場需求不斷增長。廣東省作為我國經濟發展最為活躍的地區之一,對光芯片的需求量也較大,這為廣東省的光芯片產業提供了廣闊的市場空間。在產業協同方面,廣東省是我國電子信息產業的重要基地,擁有完整的電
78、子信息產業鏈,包括芯片設計、制造、封裝等環節。這種產業協同效應使得廣東省的光芯片產業能夠更好地與上下游企業合作,提高產品質量和競爭力。在資本投入方面,作為我國經濟 最發達的省份,廣東省擁有較為豐富的資本市場和風險投資機構,這些機構對光芯片產業進行了大量的投資和支持,為廣東省的光芯片產業提供了資金保障。江蘇省近幾年在光芯片領域引進了大量外資企業,這些企業不僅帶來了資金,還帶來了先進的技術和管理經驗。這些外資企業的進入,為江蘇省的光芯片產業提供了發展的動力。3.1.3 產業鏈結構調整方向產業鏈結構調整方向 圖 3-11 全球光芯片產業鏈專利分布圖 圖 3-11 為全球光芯片產業鏈專利分布圖。截止至
79、檢索日,全球光芯片產業封裝領域共有專利 92543 件,占比 31.57%;設計領域共有專利 86082 件,占比 29.37%;制造領域共有專利 68322 件,占比 23.31%;測試領域共有 46184 件專利,占比15.76%??梢钥吹?,封裝和設計領域的占比較高。光芯片的封裝和設計可以直接影響其性能。通過合理的封裝,光芯片可以更好地適應不同的工作環境,提高其穩定性和可靠性。光芯片產業的封裝和設計對于提高性能、保護光芯片、方便應用、降低成本和促進產業發展都具有重要的意義。因此,對于光芯片產業來說,封裝和設計是非常重要的環節。截止至檢索日,近 5 年全球光芯片產業封裝領域共有專利 3044
80、8 件,占比44.77%;設計領域共有專利 15058 件,占比 22.14%;制造領域共有專利 12118 件,占比 17.82%;測試領域共有 10382 件專利,占比 15.27%??梢钥闯?,封裝領域的占比進一步增長,其他三個領域在占比上則都不同程度減少。隨著半導體技術的發展,摩爾定律已經逐漸接近極限。傳統的芯片封裝技術已經無法滿足摩爾定律的需求。因此,光芯片產業需要尋求新的封裝技術,以適應不斷縮小的芯片尺寸和日益復雜的電路設計。隨著技術的發展,高級封裝技術(如 3D 封裝、晶圓級封裝等)逐漸興起。這些技術可以進一步提高芯片的性能、降低成本并增加可靠性。光芯片產業需要及時掌握這些新技術,
81、以保持其競爭力。而這些新技術導致了封裝領域的快速發展,產出了大量的專利。圖 3-12 為中國光芯片產業鏈專利分布圖。與全球光芯片產業鏈相比,中國的封裝領域占比巨大,基本達到了光芯片產業鏈的一半。截止至檢索日,中國光芯片產業封裝領域共有專利 38449 件,占比 48.10%;設計領域共有專利 16353 件,占比 20.46%;制造領域共有專利 14980 件,占比 18.74%;測試領域共有 10159 件專利,占比 12.71%。圖 3-12 中國光芯片產業鏈專利分布圖 截止至檢索日,近 5 年中國光芯片產業封裝領域共有專利 20475 件,占比52.45%;設計領域共有專利 7101 件
82、,占比 18.19%;制造領域共有專利 6460 件,占比 16.55%;測試領域共有 5003 件專利,占比 12.82%。通過對比可以發現,我國目前主要在封裝領域上發力,中國光芯片產業在技術水平上相對較為成熟,已經掌握了一些先進的封裝技術,如氣密封裝、高密度集成封裝等。這些技術的應用使得中國光芯片產業在封裝環節具有較高的生產效率和產品質量。同時中國的勞動力成本相對較低,且擁有龐大的制造業基礎和完善的供應鏈體系。這些因素使得中國光芯片產業在封裝環節具有較低的生產成本,從而形成了較大的產業規模。表 3-1 為全球光芯片產業三級技術分支概述圖。本表主要分析光芯片產業各技術分支專利申請總量、近五年
83、專利申請量和近五年專利活躍度指標等。其專利申請總量能夠反映出光芯片產業整體的專利布局情況及其發展的重點方向。而近五年的專利申請量則反映了近些年的專利布局熱點方向。從全球專利數量上來看,設計、光刻技術(三級)、光電特性測試(二級)和電學特性測試(二級)領域是光 芯片產業的重點發展方向,而設計、光刻機(三級)、光刻膠(三級)、刻蝕設備(三級)、干法刻蝕(三級)、封裝、測試則為近些年的熱門研究方向。表 3-1 全球光芯片產業三級技術分支概述 一級一級 二級二級 三級三級 全球專利數量全球專利數量 近近 5 5 年全球年全球 近近 5 5 年占比年占比 設計/81164 14335 17.7%制造 光
84、刻 光刻機 2642 493 18.7%光刻膠 2408 424 17.6%光刻技術 11060 1653 14.9%離子注入 離子注入機 161 11 6.8%離子注入技術 8460 1290 15.2%擴散/2914 275 9.4%薄膜淀積 沉積設備 419 43 10.3%化學氣相沉積 CVD 2223 180 8.1%物理氣相沉積 PVD 5270 609 11.6%刻蝕 刻蝕設備 251 56 22.3%濕法刻蝕 739 81 11.0%干法刻蝕 830 157 18.9%化學機械研磨/9500 1041 11.0%質子交換 設備和技術 314 32 10.2%封裝 COB 封裝/
85、816 270 33.1%BOX 封裝/1298 465 35.8%測試 光電特性測試/32950 7239 22.0%電學特性測試/11598 2533 21.8%可靠性測試/7030 1840 26.2%表 3-2 為中國光芯片產業三級技術分支概述圖??梢钥吹浇陙砦覈饕獙⒕Ψ旁谠O計和測試方面上。而設計、光刻膠、離子注入機、物理氣相沉積 PVD、干法刻蝕、設備和技術、BOX 封裝和測試則成為了熱點研究方向。設計:在光芯片產業設計領域,我國的市場占比正在逐步提高。根據中商產業研究院的數據,我國光芯片市場中,芯片設計是最大的子市場,占整體的 39.6%,其次為封裝測試占比 32%,晶圓制造
86、占比 28.5%。大帶寬、高速率、集成化、小型化、多功能、低損耗、低成本和大規模等方面是技術發展的主要方向。隨著互聯網和通信技術的發展,數據傳輸的帶寬和速率需求不斷增加。光芯片作為光通信的核心器件,其大帶寬和高速率性能是光通信系統性能的關鍵因素。集成化和小型化是光芯片產業設計領域的另一個重要發展方向。通過將多個光器件集成在一個芯片 上,可以減小光通信系統的體積和重量,提高其可靠性和穩定性。而通過在單個光芯片上實現多種功能,可以簡化光通信系統的結構,提高其性能和可靠性。低成本和大規摸是光芯片產業設計領域的另一個重要發展方向。隨著光通信技術的廣泛應用和商業化推廣,光芯片的需求量不斷增加。因此,如何
87、實現低成本和大規摸生產是光芯片產業設計領域需要解決的重要問題。我國在光芯片的低成本和大規摸方面已經取得了一定的進展,未來需要進一步優化和改進生產工藝和流程,以提高生產效率和質量,降低生產成本,實現更大規摸的光芯片生產。制造:光芯片是新一代通信技術的基礎,隨著 5G、物聯網、人工智能等技術的快速發展,光芯片的需求量不斷增加,其市場規模也不斷擴大。目前,我國光芯片制造主要以中低端為主,高端技術和芯片設計方面相對滯后,缺乏自主創新能力和核心技術。這導致我國在光芯片產業的技術水平與國際領先水平存在較大差距。封裝:光芯片封裝是指將光芯片封裝在外殼內,以保護光芯片,提高其可靠性和穩定性。光芯片封裝的主要目
88、的是保護光芯片不受機械損傷、濕度、溫度等環境因素的影響。我國光芯片產業封裝領域的技術發展方向是不斷提高光芯片的性能、降低成本、提高可靠性、集成化和小型化、適應特殊環境要求以及與其他技術的融合。通過不斷的技術創新和突破,推動我國光芯片產業的發展和提升國際競爭力。測試:光芯片測試是指對光芯片進行各種性能測試,以確保其符合設計要求。測試的內容包括外觀檢查、光學參數測試、可靠性測試等多個方面。外觀檢查主要關注光芯片的尺寸、形狀、表面光潔度等;光學參數測試包括光電流、光功率、光電轉換效率、波長范圍等;可靠性測試則關注光芯片在不同環境條件下的穩定性和可靠性。隨著光芯片技術的不斷發展和應用領域的不斷拓展,我
89、國光芯片產業測試領域的技術發展方向也在發生變化。我國已經開始加強對光芯片測試技術的研究和開發,推動光芯片產業的發展和進步,以滿足不同領域的需求。表 3-2 中國光芯片產業三級技術分支概述 一級一級 二級二級 三級三級 中國專利數量中國專利數量 近近 5 5 年中國年中國 近近 5 5 年占比年占比 設計/15413 6763 43.9%制造 光刻 光刻機 476 177 37.2%光刻膠 516 255 49.4%光刻技術 2093 781 37.3%離子注入 離子注入機 6 4 66.7%一級一級 二級二級 三級三級 中國專利數量中國專利數量 近近 5 5 年中國年中國 近近 5 5 年占比
90、年占比 離子注入技術 1678 693 41.3%擴散/383 139 36.3%薄膜淀積 沉積設備 48 19 39.6%化學氣相沉積CVD 285 109 38.2%物理氣相沉積PVD 829 385 46.4%刻蝕 刻蝕設備 54 18 33.3%濕法刻蝕 130 48 36.9%干法刻蝕 272 120 44.1%化學機械研磨/1674 647 38.6%質子交換 設備和技術 55 23 41.8%封裝 COB 封裝/565 236 41.8%BOX 封裝/928 429 46.2%測試 光電特性測試/6964 3371 48.4%電學特性測試/3010 1444 48.0%可靠性測試
91、/2380 1202 50.5%表 3-3 為國外光芯片產業三級技術分支概述??梢钥吹?,外國主要將研發重點放在了設計、制造中的光刻領域、封裝和測試上。光刻是將芯片制作所需要的線路與功能區做出來的重要過程,是實現高效能芯片制造的關鍵環節。光刻技術的優劣直接決定了芯片性能和品質的高低。國外在光芯片領域起步較早,技術積累豐富,特別是在光刻技術方面,已經形成了自己的技術優勢。這些技術優勢使得國外光芯片產業在制造工藝、產品性能和品質等方面具有較高的水平。表 3-3 國外光芯片產業三級技術分支概述 一級一級 二級二級 三級三級 國外專利數量國外專利數量 近近 5 5 年國外年國外 近近 5 5 年占比年占
92、比 設計/65751 7572 11.5%制造 光刻 光刻機 2166 316 14.6%光刻膠 1892 169 8.9%光刻技術 8967 872 9.7%離子注入 離子注入機 155 7 4.5%離子注入技術 6782 597 8.8%擴散/2531 136 5.4%薄膜淀積 沉積設備 371 24 6.5%化學氣相沉積CVD 1938 71 3.7%物理氣相沉積4441 224 5.0%一級一級 二級二級 三級三級 國外專利數量國外專利數量 近近 5 5 年國外年國外 近近 5 5 年占比年占比 PVD 刻蝕 刻蝕設備 197 38 19.3%濕法刻蝕 609 33 5.4%干法刻蝕
93、558 37 6.6%化學機械研磨/7826 394 5.0%質子交換 設備和技術 259 9 3.5%封裝 COB 封裝/251 34 13.5%BOX 封裝/370 36 9.7%測試 光電特性測試/25986 3868 14.9%電學特性測試/8588 1089 12.7%可靠性測試/4650 638 13.7%3.1.4 材料類型材料類型熱點分析熱點分析 表 3-4 為光芯片產業主要材料類型專利分布占比??梢钥吹?,全球主要研發以磷化銦材料的光芯片,其專利數量最多共 15867 件;第二名為硅基,專利數量為8668 件;第三名為鈮酸鋰,專利數量為 8112 件。隨著近些年的發展,硅基半導
94、體逐漸成為光芯片產業的熱門領域,其近五年的專利數量占比達到了 26.44%。表 3-4 光芯片產業主要材料類型專利分布占比 序號序號 材料類型材料類型 專利數量專利數量 近近 5 5 年專利數量年專利數量 近近 5 5 年占比年占比 1 磷化銦 15867 1465 9.23%2 硅基 8668 2292 26.44%3 鈮酸鋰 8112 1434 17.68%磷化銦磷化銦:磷化銦在光芯片產業中具有重要的地位,并且隨著技術的不斷進步和市場需求的不斷增長,其發展趨勢也在不斷演變。磷化銦多晶是由高純金屬銦和高純紅磷反應制得,由于磷化銦材料的優越性能(較高的電光轉換效率、較高的電子遷移率),磷化銦半
95、導體材料在光電領域中的作用不斷凸顯,其相關器件的研制也得到快速的發展。目前,日、美、歐等發達國家和地區在設備、技術和理論上占有優勢,開發和生產實力都很強。磷化銦光芯片的發展趨勢是向大尺寸、低位錯、工業化大規模生產化發展。這是為了降低成本,提高產量,滿足不斷增長的市場需求。目前,已經商品化的磷化銦晶片尺寸有 2-4 英寸,現在都在努力促進 6 英寸磷 化銦單晶片的商業化。此外,為了提高生產效率,降低成本,磷化銦單晶的總體發展趨勢是向大尺寸、低位錯、工業化大規模生產化發展。但是隨著科技的進步,磷化銦材料的劣勢也日益凸顯,作為一種稀有材料,資源有限,因此價格相對較高。在制造過程中,磷化銦的化學性質較
96、為活潑,容易受到環境的影響,因此需要嚴格的保護措施,這也增加芯片的成本。目前,使用磷化銦的重點企業主要有 NEC、Fujitsu、和 Matsushita,其專利申請量分別為 1252 件、949 件和 462 件。硅基硅基:硅基光芯片作為一種新興的技術,具有高速、低功耗、小型化等優點,成為光芯片領域的研究熱點。相比于磷化銦,硅基材料具有廣泛的來源和穩定的化學性質,這使得光芯片制造過程更加穩定和可靠。同時,硅基材料具有較高的熱導率和機械強度,這有助于提高光芯片的可靠性和穩定性;硅基材料還具有較好的兼容性,可以與其他材料很好地結合,從而制造出更加復雜和先進的光芯片。隨著科技的不斷發展,硅基光芯片
97、的技術也在不斷進步和創新。未來,硅基光芯片將朝著更高速度、更低損耗、更小尺寸的方向發展,以滿足不斷增長的數據傳輸和處理需求。隨著各領域對高速、高效、低能耗通信技術的需求不斷增長,硅基光芯片的市場前景十分廣闊。未來,隨著技術的進步和應用領域的拓展,硅基光芯片將在更多領域得到廣泛應用。雖然硅基光芯片具有很多優勢,但是其制造工藝和技術難度也相對較高。材料選擇、光刻、刻蝕等環節都需要精確控制,否則會影響到芯片的性能和可靠性。由于硅基光芯片是一種新興技術,目前市場上的應用還相對較少。因此,如何將硅基光芯片推廣到更多的應用領域,擴大市場份額,是當前面臨的一個挑戰。目前,硅基材料領域的重點企業有日本電信電話
98、株式會社共 154 件專利;中國科學院半導體研究所共125件專利和青島海信寬帶多媒體技術有限公司共119件專利。鈮酸鋰鈮酸鋰:隨著下游產業的快速發展,尤其是新能源汽車和鋰電池行業的蓬勃興起,鈮酸鋰單晶行業市場規模逐年攀升。中國鈮酸鋰單晶行業市場規模由 2016 年的 1.32 億元增長至 2022 年的 3.56 億元,增長了 2.24 億元,增長比例接近 170%。同時,全球光模塊用鈮酸鋰調制器市場空間也在持續增長,預計到 2025 年可達8.85億美元。鈮酸鋰芯片具有抗輻射性能強、耐腐蝕性能強和光電效應多等特點。薄膜化是鈮酸鋰調制器的重要技術改進方向,有望在保持原有光學性能下實現更小尺 寸
99、的封裝,適應于未來核心網絡端口密度不斷加大的需求。此外,鈮酸鋰調制器芯片屬于高端利基市場,主要廠商均使用 IDM 模式,進入壁壘較高。當然,盡管薄膜化是鈮酸鋰調制器的重要技術改進方向,但實現更小尺寸的封裝仍面臨挑戰;同時,價格方面鈮酸鋰同樣不具備優勢,管鈮酸鋰芯片的平均價格在過去幾年有所下降,但仍然處于較高水平。目前,生產使用鈮酸鋰的重點企業有:南京津淞涵電力科技有限公司共 216 件專利;村田制作所共 178 件專利;南京匯邦智能科技有限公司共 174 件專利。表 3-5 光芯片產業主要材料類型重點企業 序號序號 材料類型材料類型 重點企業重點企業 1 磷化銦 NEC 1252 Fujits
100、u 949 Matsushita 462 2 硅基 日本電信電話株式會社 154 中國科學院半導體研究所 125 青島海信寬帶多媒體技術有限公司 119 3 鈮酸鋰 南京津淞涵電力科技有限公司 216 村田制作所 178 南京匯邦智能科技有限公司 174 3.2 創新主體排名分析創新主體排名分析 3.2.1 全球全球創新主體創新主體分析分析 圖 3-13 為全球光芯片產業申請人前二十排行榜。專利申請人在某領域的專利申請量排名可以直接反映該申請人在該領域的全球市場中的競爭地位,申請量排名靠前的專利申請人在該領域擁有一定實力的技術儲備。住友電氣工業株式會社排名第一,專利申請總數為 4229 件;株
101、式會社半導體能源研究所排名第二,專利申請數量為 3105 件;富士通株式會社排名第三,專利申請數量為 3069 件。其他企業與前三名企業的專利實力相差較大,企業大進一步發展較為困難。圖 3-13 全球光芯片產業申請人 TOP20 從申請人所屬國別情況來看,上榜企業基本為亞洲企業,其中日本創新主體處于絕對優勢地位,共有 15 家企業上榜,分別為住友電氣工業株式會社、株式會社半導體能源研究所、富士通株式會社、精工愛普生株式會社、日本電氣株式會社、株式會社尼康、松下電器產業株式會社、索尼集團公司、三菱電機株式會社、株式會社日立制作所、夏普株式會社、佳能株式會社、株式會社東芝、古河電氣工業株式會社和日
102、本電信電話株式會社;荷蘭 2 家公司上榜,分別為皇家菲利浦電子有限公司和 ASML 荷蘭有限公司;美國有 2 家公司上榜,分別為康寧公司和國際商業機器公司;韓國 1 家企業上榜,為三星電子株式會社。圖 3-14 為全球光芯片產業技術分支重點申請人前 5 名排行榜。其設計、制造、封裝的技術實力很高。在設計領域中,株式會社半導體能源研究所和住友電器工業株式會社的專利實力較強,分別有 2724 件和 2552 件專利,高于該行業的其他創新主體;在制造領域中同樣出現了兩位龍頭企業,株式會社半導體能源研究所再次排名第一共 2771 件專利,株式會社尼康排名第二共 2608 件專利。在封裝領域上,日本創新
103、主體的優勢不再明顯,臺灣積體電路制造股份有限公司排名第一共 2681件專利,三星電子株式會社和 LG 伊諾特有限公司位列二三;測試領域上總體的專利申請量普遍不高,暫時還未出現龍頭企業,目前株式會社尼康排名第一,共有776 件專利。圖 3-14 全球光芯片產業技術分支重點申請人 TOP5 3.2.1 中國創新主體分析中國創新主體分析 圖 3-15 為中國光芯片產業專利申請人類型圖。企業專利申請量占比最多,達75.5%,共有 52483 件;大專院校專利申請量為 9659 件,占比 13.9%;科研單位的專利申請量為 4722 件,占比 6.8%;個人專利申請量為 2348 件,占比 3.4%。企
104、業作為光芯片產業中的生產者,擁有大量的光芯片專利意味著企業在該領域具有領先的技術優勢和創新能力,這些專利可以成為企業核心競爭力的重要組成部分,幫助企業在激烈的市場競爭中脫穎而出。高校擁有大量的光芯片專利意味著其科研 水平和創新能力得到了認可,這些專利可以展示高校在光芯片領域的領先地位和科研實力,有助于提高高校的國際知名度和競爭力。同時其光芯片專利可以促進科技成果的轉化和應用,將科技成果轉化為現實生產力,推動經濟發展和社會進步。圖 3-15 中國光芯片產業專利申請人類型 圖 3-16 為中國光芯片產業專利申請人前 20 排行榜。臺灣積體電路制造股份有限公司排名第一,共有 699 件專利;日月光半
105、導體制造股份有限公司排名第二,共 561 件專利;大族激光科技產業集團股份有限公司排名第三,共有 557 件專利;三星電子株式會社排名第四,共有 470 件專利。其中有 16 家中國創新主體、2 家韓國創新主體、1 家日本創新主體和 1 家美國創新主體。這說明目前我國的專利申請仍舊以中國創新主體為主,但是榜單中有 6 所院校和 1 家科研院所。我國目前在半導體領域與國外還有一定的實力差距,中國企業應加大科技創新力度,提升技術水平和研發能力,推動產業升級和轉型發展,盡早補齊短板。圖 3-16 中國光芯片申請人 TOP20 圖 3-17 為中國光芯片產業技術分支重點申請人前 5 名排行榜??梢钥吹?/p>
106、目前我國將主要精力都放在了光芯片的封裝環節上,其平均專利申請量遠遠超過其他環節。其中臺積電實力最強,共有 651 件專利;日月光半導體制造股份有限公司和大族激光科技產業集團股份有限公司緊隨其后,共有 553 和 539 件專利;設計環節排名第一的為日企精工愛普生株式會社,共有 172 件專利;制造環節排名第一的為中國科學院半導體研究所,共 190 件專利;測試環節排名第一的為哈爾濱工業大學,共有 178 件專利,值得注意的是在這一環節中,前五名均為大專院校和科研院所,沒有企業上榜。圖 3-17 中國光芯片產業技術分支重點申請人 TOP5 圖 3-18 為中國光芯片企業/高校及科研單位申請人前
107、10 名排行榜。中國光芯片企業申請人的前三名均為中國企業,分別為臺積電 699 件專利、日月光半導體制造股份有限公司 561 件專利、大族激光科技產業集團股份有限公司 554 件專利。作為龍頭企業,這三家公司引領了全國甚至全球的光芯片發展,應保持其研發力度以保持其技術優勢。而中國的高校及科研單位申請人中,中國科學院半導體研究所和華中科技大學則具有較強的科研實力,其專利申請量分別為 403 和 381 件。企業應積極與大專院校及科研院所對接以進行合作,加快專利的轉移轉化,將專利產業化從而推動光芯片產業的發展。圖 3-18 中國光芯片企業/高校及科研單位申請人 TOP10 表 3-6 為中國專利發
108、明人前 20 名排行榜,其中專利申請數量超過 70 的共有兩個,分別為哈爾濱工業大學的譚久彬團隊共 79 件和中國科學院半導體研究所的祝寧華團隊共 73 件專利。其中哈爾濱工業大學和北京工業大學均有兩個專家團隊上榜,其光芯片研發實力雄厚。表 3-1 中國專利發明人 TOP20 序號序號 發明人發明人 專利數量專利數量 所屬單位所屬單位 1 譚久彬 79 哈爾濱工業大學 2 祝寧華 73 中國科學院半導體研究所 3 占小紅 69 南京航空航天大學 4 段吉安 66 中南大學 5 張明江 60 太原理工大學 6 肖榮詩 58 北京工業大學 序號序號 發明人發明人 專利數量專利數量 所屬單位所屬單位
109、 7 陳彥賓 57 哈爾濱工業大學 8 李雪 53 中國科學院上海技術物理研究所 9 王立軍 53 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 10 王智勇 52 北京工業大學 表 3-7 為中國光芯片產業一級分支專利發明人前 5 名排行榜。表 3-2 中國光芯片產業一級分支專利發明人 TOP5 一級分支一級分支 發明人發明人 所屬單位所屬單位 專利數量專利數量 設計 王智勇 北京工業大學 25 華芯半導體科技有限公司 4 嘉興大合激光設備有限公司 2 陳浩 軍事科學院系統工程研究院網絡信息研究所 13 海南師范大學 7 江蘇師范大學 2 張新宇 華中科技大學 25 王云才 太原理工大學 22 廣
110、東工業大學 3 高松信 中國工程物理研究院應用電子學研究所 21 中久光電產業有限公司 4 制造 張大明 吉林大學 37 長春市華信科瑞光電技術有限公司 5 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 1 房永征 上海應用技術大學 26 浙江億米光電科技有限公司 4 寧波朗格照明電器有限公司 3 李雪 中國科學院上海技術物理研究所 19 無錫中科德芯光電感知技術研究院有限公司 4 王廷云 上海大學 25 張巍 清華大學 19 封裝 占小紅 南京航空航天大學 65 哈爾濱工業大學 2 揚州東升汽車零部件股份有限公司 2 肖榮詩 北京工業大學 56 蘇州菲鐳泰克激光技術有限公司 2 藍星(北京)化工機
111、械有限公司 2 陳彥賓 哈爾濱工業大學 51 哈爾濱工大焊接科技有限公司 6 湖北三江航天紅陽機電有限公司 1 一級分支一級分支 發明人發明人 所屬單位所屬單位 專利數量專利數量 陳俐 中國航空制造技術研究院 37 中國航空工業第一集團公司北京航空制造工程研究所 12 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所 3 雷正龍 哈爾濱工業大學 42 哈爾濱工大焊接科技有限公司 4 測試 譚久彬 哈爾濱工業大學 72 哈爾濱工業大學高新技術開發總公司 2 成都衛瀚科技合伙企業(有限合伙)2 潘時龍 南京航空航天大學 45 蘇州六幺四信息科技有限責任公司 3 南京航空航天大學蘇州研究院 1 張明江 太
112、原理工大學 39 南京曉莊學院 2 山西宇光電纜有限公司 1 王超 哈爾濱工業大學 18 中國科學院國家空間科學中心 8 長春理工大學 3 楊軍 哈爾濱工程大學 14 廣東工業大學 14 北京無線電計量測試研究所 2 在設計領域,王志勇團隊申請了最多的專利,總計 31 件。王志勇教授長期致力于光通信器件及系統的研究,特別是在硅基光電子器件領域取得了多項創新性成果。他提出了一種基于偏振復用的高速并行光互連方案,可以實現高速、低功耗、低成本的并行光互連,對于構建高帶寬數據中心和大規模云計算系統具有重要意義。在制造領域中,張大明團隊申請了最多的專利,總計 43 件。張大明教授在光芯片的研究方面有著深
113、厚的學術背景和豐富的實踐經驗。他在吉林大學任教多年,一直致力于光芯片的研究和教學工作,取得了豐碩的成果。他致力于開拓用聚合物材料制備平面光波導集成器件,在具有自主知識產權的平面集成光波導器件基本原理的建立、器件制備工藝等方面開展了大量原創性工作。他的研究團隊建立了吉林大學聚合物集成光路實驗室、聚合物光子技術實驗室,并建立了吉林省光通信用聚合物波導器件工程實驗室。在封裝領域,占小紅團隊申請了最多的專利,總計 69 件。占小紅教授利用增材制造方法實現了具有微結構的光芯片的制作,為光通信和光電子領域的發展提供了新的可能性。在測試領域,譚久彬團隊申請了最多的專利,總計 76 件。譚久彬教授是精密測量與
114、儀器工程專家,中國工程院院士,哈爾濱工業大學超精密光電儀器工程研究所教授、博士生導師、所長,儀器科學與技術國家重點學科帶頭人。他的研究領域包括高端裝備制造中的超精密測量與儀器工程研究,主要致力于超精密運動基準、超精密測量方法與儀器、超精密制造與微納制造技術,以及高精度、高分辨率和高可靠性超精密儀器與系統集成方面的研究工作。其突破了 45nm 光刻機雙工件臺多項關鍵技術,解決了高端光刻機“卡脖子”裝備問題;譚久彬團隊還成功研制出大深徑比微小孔徑超精密測量儀器,解決了航天發動機噴燃部件超精密測量難題。3.3 重點創新主體分析重點創新主體分析 3.3.1 重點創新主體專利布局分析重點創新主體專利布局
115、分析 本部分分析的主要是鈮酸鋰芯片的重點廠商。調制器芯片是光通信領域的一個重要組成部分,其主要功能是將數字信號轉成光信號,并通過光纖傳輸到目的地。鈮酸鋰調制器芯片是調制器的關鍵組成部分,通過將數字信息轉換成光信號,實現數字光通信,其基本原理是使用電壓來調制鈮酸鋰器件中的折射率,實現光信號的相位和幅度的調制。鈮酸鋰系列高速調制器芯片及器件行業壁壘較高,全球僅有三家主要供應商可以批量供貨,分別是 Lumentum、日本的 Fujitsu(富士通)和日本的 Sumitomo(住友集團)。2020 年光庫科技通過收購 Lumentum 相關產品線進入該領域,目前是國內少數可以提供鈮酸鋰技術的廠家之一。
116、通過表 3-6 和表 3-7 可知,重點創新主體的專利主要為發明專利,實用新型專利和外觀設計專利占比很低。住友和富士通是光芯片領域的龍頭企業,專利申請總量遙遙領先于其他創新主體,但專利失效量也頗多。住友、富士通和魯門特姆三家公司除了在本國布局專利外,在本國以外的其他國家布局了大量專利;且非常重視中國市場,在中國分別布局有 90 件、50 件和 30 件專利。Ixblue 和 Eospace 兩家公司的專利量不大,且在中國的專利布局也較弱。表 3-6 鈮酸鋰芯片重點申請人基本情況簡介 表 3-7 鈮酸鋰芯片重點申請人專利布局分析 申請人 光芯片專利 發明量 有效量 審中量 失效量 中國專利總量
117、海外專利總量 Sumitomo 住友-日本 4493 4482 732 312 3166 90 1241 Fujitsu 富士通-日本 3479 3475 467 271 2639 50 826 Lumentum 魯門特姆-美國 800 795 275 44 463 30 473 Ixblue-法國 47 47 21 2 17 0 33 Eospace-美國 18 18 8 3 3 1 9 iXblue 是一家全球高科技公司,專門從事先進的自主、海洋和光子技術的設計和制造。是世界上最早開發和將光纖陀螺儀(FOG)技術推向市場的公司之一。公司收購 IXFiber 和 Photline 公司之后成
118、立的特種光纖及調制解決方案事業部IXblue Photonics,專注于光子學方面的研究,包括光纖預制成行加工、光纖拉伸、波導晶體加工、射頻設計及組件封裝等關鍵技術。相關的產品有鈮酸鋰強度調制器、鈮酸鋰電光調制器,工作波長:780-2200nm;電光帶寬:DC-40GHz;調制器類型:模擬強度調制器、數字強度調制器、高消光比強度調制器、雙輸出強度調制器、雙射頻驅動強度調制器、IQ 調制器、X-Cut 相位調制器、Z-Cut 相位調制器等。美國美國 EOSPACE 公司公司創立于 1997 年,是一家從波音公司高科技中心獨立出來,專業設計和生產低插損、高帶寬的鈮酸鋰光電產品的公司。其產品從早先的
119、高 品質的航天航空應用,拓展到目前最先進的光通信領域。公司擁有包括芯片加工、光電組裝及測試等方面完整的生產能力。EOSPACE 生產的高速鈮酸鋰相位調制器可以提供 10G/20G/40G 的速率,具有寬工作帶寬,超低插入損耗,超低驅動電壓的特點。同時提供多種工作波長,波長覆蓋 700nm-2000+nm。產品提供超低電壓版本,V電壓可以為 4V 或者 3V,超低插損版本可以提供小于 3dB 甚至 2dB 的插入損耗。主要產品有:1)短波長鈮酸鋰強度調制器,波長范圍低至 650nm。常用波長如 660nm,760nm,780nm,800nm 等;2)低半波電壓 V高帶寬調制器,帶寬可至 20G,
120、40G,更高帶寬可至 65G;3)2m 高帶寬調制器,帶寬可至 10GHz,更高至 20GHz;4)超高帶寬相位調制器,保偏光纖分束器;5)低插損高帶寬調制器,1550nm,1060nm,插損低至 1.5dB。3.3.2 重點創新主體重點創新主體產品及其重點產品及其重點專利分析專利分析 該部分通過介紹鈮酸鋰芯片及調制器重點廠商的產品和重點專利,為企業產品開發、專利風險規避提供參考。(1)新易盛 據報道,新易盛公司在 OFC2023 上展出了基于薄膜鈮酸鋰調制器 TFLN 技術的 800G OSFP DR8,配合 5nm DSP 以及集成的 TIA,功耗僅為 11.2W。經檢索,其最近新公布的專
121、利簡單介紹如下:CN202211049010.5,專利名稱:一種低功耗光模塊,專利名稱:一種低功耗光模塊(與上述產品有關)(與上述產品有關)專利技術簡介:一種低功耗光模塊。包括發射單元電路、微控制單元電路以及接收單元電路,其中,接收單元電路包括限幅放大器 LA、光接收子模塊 ROSA 以及判決電路,LA 與 ROSA 連接,判決電路與 ROSA 連接,LA 由高速比較器構建;發射單元電路包括激光器驅動電路 LDD、自動功率控制電路 APC 以及光發射子模塊 TOSA,LDD 與 TOSA 連接,APC 與 TOSA 連接,LDD 由高速比較器構建。本發明基于高速比較器代替傳統 LDD 和 LA
122、,通過運用高速比較器本身功耗低的特性進行設計,在保證各部分電路正常工作的前提下,再通過進一步降低其工作電壓,進而降低整個光模塊的功耗,為客戶提供超低功耗的光模塊。技術效果:本發明基于高速比較器、高速邏輯門電路芯片或高速電壓比較芯片代替傳統激光器驅動芯片 LDD 和限幅放大器 LA 的設計方案;通過運用高速比較器本身功耗低的特性進行設計,在保證各部分電路正常工作的前提下,再通過進一步降低其工作電壓,進一步降低整個光模塊的功耗,為客戶提供超低功耗的光模塊,滿足節能環保要求和高密集部署帶來的低能耗要求。CN202223406118.3,專利名稱:一種小型光電收發裝置及光模塊,專利名稱:一種小型光電收
123、發裝置及光模塊 專利技術簡介:一種小型光電收發裝置及光模塊,包括:底座,頭部具有收容MT 固定塊以及 MPO 適配器的收容槽;MT 固定塊,設置在 MPO 適配器后方,其頂部具有收容 MT 插芯的第一凹槽,在 MT 插芯鎖定在第一凹槽內的狀態下,MT 插芯與 MPO 適配器后方抵持;壓塊,蓋設于所述底座上,其頂部具有收容解鎖件的第二凹槽,所述 MPO 適配器、MT 固定塊以及 MT 插芯夾設于底座與壓塊之間;解鎖件,可相對所述壓塊移動,所述解鎖件的一端抵持在壓塊后方。技術效果:結構簡單,裝配方便,可在原 SFP 等小型光模塊情況下,使用 MPO插芯,享受更方便、更多品種、更低成本的 MPO+S
124、FP 功能。CN202211605325.3,專利名稱:一種校準光模塊的方法,專利名稱:一種校準光模塊的方法 專利技術簡介:一種校準光模塊的方法,包括:獲取待校準光模塊在校準范圍內的光功率原始 ADC 和原始光功率;對光功率原始 ADC 和原始光功率進行預處理,分別得到采集功率值和原始功率值;基于原始功率值和采集功率值,確定校準范圍內各點的標準校準誤差;基于校準范圍,選取多組初始校準點;對于每組初始校準點,基于校準點采集功率值和校準點原始功率值,確定每個初始校準點的初始校準誤差;基于標準校準誤差和初始校準誤差的差值,確定校準系數和校準點;基于校準點和校準系數,將獲取的光功率實際 ADC 校準為
125、實際光功率,通過該方法能夠有效的提升光模塊的校準精度,極大的提升光模塊的性能表現。技術效果:能夠有效提升光模塊的校準精度(校準精度0.5dB),極大的提升光模塊的性能表現。CN202320550010.7,專利名稱:一種光模塊解鎖裝置及光模塊,專利名稱:一種光模塊解鎖裝置及光模塊 專利技術簡介:一種光模塊解鎖裝置及光模塊,其中解鎖裝置包括殼體,殼體的兩側設有滑槽,所述滑槽內滑動連接有解鎖組件,解鎖組件包括拉帶和解鎖件,所述拉帶靠近解鎖件的一側設有第一鉸接部,所述解鎖件上設有與第一鉸接部匹配的第二鉸接部;所述第一鉸接部與第二鉸接部之間通過可拆卸的轉軸組件活動連接,所述轉軸組件上還套設有扭轉彈簧;
126、其中光模塊采用拉拔式解鎖,該光模塊采用上述光模塊解鎖裝置。技術效果:解決現有解鎖裝置拉帶更換不便的問題。CN202320189080.4,專利名稱:一種光模塊解鎖裝置及光模塊,專利名稱:一種光模塊解鎖裝置及光模塊 專利技術簡介:一種光模塊解鎖裝置及光模塊,其中解鎖裝置包括底座,所述底座的兩側設有滑槽,所述滑槽內滑動連接有解鎖組件,所述解鎖組件包括:拉帶和解鎖件,所述拉帶與解鎖件之間鉸接,所述解鎖件與滑槽之間匹配,通過所述拉帶帶動解鎖件在所述滑槽內滑動;其中光模塊采用拉拔式解鎖,該光模塊采用上述光模塊解鎖裝置。技術效果:解決現有解鎖裝置在插拔光纖跳線時不便的問題。附圖:(2)聯特科技 根據報道,
127、聯特科技有基于薄膜鈮酸鋰調制技術的 800G 光模塊。經檢索,聯特科技關于鈮酸鋰有 3 件相關專利,具體介紹如下:CN202211194717.5,專利名稱:,專利名稱:一種多通道并行光模塊組件一種多通道并行光模塊組件 專利技術簡介:一種多通道并行光模塊組件,包括 PCBA 板以及設置于 PCBA板上方依次耦合連接的硅光芯片、FA 組件、陣列透鏡、陣列隔離器、耦合透鏡組和激光器組,所述硅光芯片包括多路輸入波導和輸出波導,FA 組件具有多個模場漸變的光纖,且該光纖的小模場一端與硅光芯片的輸入波導、輸出波導一一對應,FA 組件上與硅光芯片的輸入波導對應的光纖的大模場一端與陣列透鏡對應,FA 組件上
128、與硅光芯片的輸出波導對應的光纖的大模場一端通過光纖線纜連接光接口。技術效果:通過設計 FA 組件采用模場漸變的光纖與硅光芯片波導區進行耦合連接,有效解決了現有技術中由于硅光芯片波導區材質折射率與光纜內的光纖折 射率差異大,兩波導直接耦合存在模式失配的問題。CN202222452191.8,專利名稱:,專利名稱:一種并行光模塊組件一種并行光模塊組件 專利技術簡介:一種并行光模塊組件,包括硅光集成芯片以及波分復用芯片單元,硅光集成芯片內集有分路器單元、調制器單元以及監控探測器單元,調制器單元和監控探測器單元均與分路器單元連接,波分復用芯片單元包括波分復用芯片,波分復用芯片具有波分復用波導區單元,波
129、分復用芯片包括八路輸入波導、兩個波分復用波導區以及兩路輸出波導,調制器單元包括八個波導型調制器,八個波導型調制器通過八路輸入波導與波分復用芯片內集成的八路輸出波導一一對應連接。技術效果:通過集成的分路器單元、調制器單元以及監控探測器單元實現八通道傳輸,輸入波分復用芯片單元再將八通道復用為四通道,滿足低插入損耗、低回波損耗、低光學串擾的要求。CN202222452180.X,專利名稱:,專利名稱:硅光集成芯片以及多波長并行光模塊組件硅光集成芯片以及多波長并行光模塊組件 專利技術簡介:一種硅光集成芯片,包括本體,本體內集成有用于分光的分路器單元、用于調制光信號的調制器單元、用于將光信號轉換成光電流
130、的監控探測器單元以及用于波分復用的波分復用波導區單元,調制器單元和監控探測器單元均與分路器單元連接,調制器單元包括八個調制器,波分復用波導區單元包括兩個波分復用波導區,八個調制器通過本體的八路輸入波導分別輸入兩個波分復用波導區。還提供一種多波長并行光模塊組件,包括上述的硅光集成芯片。技術效果:采用硅光集成芯片,通過集成的分路器單元、調制器單元、監控探測器單元以及波分復用波導區單元,實現四通道傳輸,具有性能優良、較低成本、結構簡單、可靠性高等優點。(3)德科立 據報道,德科立在 CIOE2023 上展示了基于 5nm DSP 芯片和薄膜鈮酸鋰調制器方案的 800G OSFP DR8 光模塊,功耗
131、低至 11W。經檢索,近 2 年德科立關于鈮酸鋰有 3 件相關專利,具體介紹如下:CN202310954132.7,專利名稱:,專利名稱:一種超寬帶大功率增益平坦合解波裝置一種超寬帶大功率增益平坦合解波裝置 專利技術簡介:一種超寬帶大功率增益平坦合解波裝置,包括封裝在同一個模塊盒內的片上光子集成型合解波芯片與片外光纖型增益放大單元;所述片上光子集成型合解波芯片包括集成在芯片上的輸入光波導、1 分 2 合解波單元、第一中間輸出波導、第二中間輸出波導、第一光隔離器、第二光隔離器、第一中間連接波導、第二中間連接波導、C 波段的波分復用器和 L 波段的波分復用器;所述片外光纖 型增益放大單元包括位于芯
132、片外的輸入光纖、N+M 個輸出光纖和兩個光纖型增益放大子單元。技術效果:可實現超寬帶、大功率、增益平坦型通信波長的合波和解波,具有高集成度性能,可大大增加光纖效用,顯著提升光通信系統傳輸容量。CN202211004279.1,專利名稱:基于,專利名稱:基于 TCO 材料的非對稱合解波芯片功率調節材料的非對稱合解波芯片功率調節單元單元 專利技術簡介:開基于 TCO 材料的非對稱合解波芯片功率調節單元,屬于光學元件、系統或儀器的技術領域。該功率調節單元基于透明導電氧化物材料制成,包括波導層、透明導電氧化物材料層、氧化物層、金屬層,形成等離子體金屬氧化物半導體效應,通過外加電壓實現非對稱合解波芯片透
133、過率動態可調。本發明結合閉環反饋系統,可根據波長不同,實現非對稱合解波芯片透過率的智能調節,進而調節各路輸出波導輸出功率的大小,使得非對稱合解波芯片的工作波長可以覆蓋光通信系統中的全波段,實現全波段能量非均勻波分功能的非對稱合解波芯片性能穩定。技術效果:(1)本發明的功率調節單元通過引入基于透明導電氧化物材料的 MOS 效應,只需要幾十甚至十幾 fJ/bit 的功耗,可實現 GHz 甚至 THz 功率調節速率,將該功率調節單元用于非對稱合解波芯片透過率的調節,可以使得非合解波芯片覆蓋光 通信系統中 O+E+S+C+L 全波段,實現全波段能量非均衡波分、功率動態可調,且該功率調節單元對現有的光子
134、集成型非對稱合解波芯片具有普適性,采用該功率調節單元的非對稱合解波芯片的可擴展性強,可實現兩波長至多波長任意選擇,大大提高 WDM 系統信道數目和光纖利用率。(2)結合閉環控制系統實現全波段光功率的任意可調,為可重構智能光網絡提供核心元部件,所提出的調節方法具有較低功耗,可實現高響應時間和快速調節。(3)功率調節單元配合 T 型輸入耦合器、T 型輸出耦合器,可大大提高每個波長透過率的調節精確度,誤差更小。(4)本發明的功率調節單元與非對稱合解波芯片可集成,因此,基于光子集成技術可提供集成度高、性能優異且穩定、工藝成熟的非對稱合解波芯片。CN202211006611.8,專利名稱:基于逆向設計的
135、非對稱合解波芯片,專利名稱:基于逆向設計的非對稱合解波芯片 專利技術簡介:基于逆向設計的非對稱合解波芯片,屬于光學元件、系統或儀器技術領域。該芯片包括第一級非對稱合解波單元、第二級對稱合解波單元;所提出的非對稱合解波芯片由硅基光子集成技術構建,包含由下至上依次層疊的襯底、下包層、芯層及上包層;第一級非對稱合解波單元、第二級對稱合解波單元內部的功能區基于逆向設計算法設計,由亞微米或納米量級的亞單元構成。本發明的非對稱合解波芯片可以覆蓋光通信系統中的全波段,實現全波段能量非均勻波分;所提 出的非對稱合解波芯片結構超緊湊,波長間隔可調,每個波長的透過率非均勻,信道間隔串擾小,性能穩定,設計簡單,可基
136、于成熟半導體工藝大規模批量化制備。技術效果:(1)本發明的非對稱合解波芯片可以覆蓋光通信系統中的全波段(O+E+S+C+L波段),實現全波段能量非均衡波分,基于逆向設計可使得芯片結構超緊湊,輸出波長間隔可調,每個波長的透過率非均勻,信道間隔串擾小,性能穩定,設計簡單。(2)本發明的非對稱合解波芯片擴展性強,可實現兩波長至多波長的任意選擇,設計簡單的評價函數能夠實現超緊湊芯片的高效優化設計,通過非對稱和對稱合解波單元級聯結構可實現多通道多波長非對稱合解波的功能。(3)本發明的非對稱合解波芯片采用硅材料制備合解波單元功能區,能夠基于成熟的半導體工藝大規模批量化制備所提出的芯片。3.4 產業競爭與協
137、作分析產業競爭與協作分析 3.4.1 專利訴訟分析專利訴訟分析 圖 3-19 為全球光芯片產業專利訴訟情況綜合圖。專利訴訟總量 212 件,其中無效訴訟 116 件、侵權訴訟 100 件、權屬訴訟 20 件。侵權涉訴專利有 40 件有效 和 60 件無效。根據侵權訴訟趨勢可以發現,隨著光芯片技術的不斷發展和應用領域的不斷擴大,相關的專利訴訟案件開始逐漸增多,其中 2022 年共有 25 件侵權訴訟。魯門特姆公司發起了最多的侵權訴訟,共有 13 件。圖 3-19 全球光芯片產業專利訴訟情況 圖 3-20 全球光芯片產業侵權訴訟發生地 圖 3-20 為全球光芯片產業侵權訴訟發生地。美國地區的侵權訴
138、訟遠高于其他國家,共計 90 件專利訴訟。中國排名第二,共有 5 件專利訴訟,分別為深圳市時代華影科技開發有限公司 2 件、合肥芯碩半導體有限公司 2 件、深圳市光峰光電技術有限公司 1 件。其中全球比較著名的案件有 Lumentum 和 Nigth 之間的訴訟。Lumentum 是一家領先的光通信和激光器制造商,而 Nighthawk 是一家從事光通信和網絡技術的公司。兩公司在多個領域有業務交集,曾有合作關系。但是 2020 年,Lumentum 起訴 Nighthawk 侵犯其專利權,涉及 Nighthawk 的某些光通信產品。Lumentum 聲稱Nighthawk 的某些產品侵犯了其在
139、美國和中國的專利權,這些專利涉及光學多路復用、波長選擇開關和光放大器等技術。Lumentum 指控 Nighthawk 侵犯了其美國專利號為 9877731 和 9678633 的兩項專利。這兩項專利涉及光放大器和光學多路復用技術,這些技術被廣泛應用于光通信網絡中。除了專利侵權外,Lumentum還指控Nighthawk違反了雙方之間的合同。據 Lumentum 稱,它與 Nighthawk 簽訂了一份合作協議,但 Nighthawk 未能履行其在合同項下的某些義務,導致 Lumentum 遭受了損失。在此情況下,Lumentum 尋求賠償其因 Nighthawk 的侵權行為和違反合同而遭受的
140、損失。同時,Lumentum 還要求法院禁止 Nighthawk 繼續制造和銷售侵權產品,并下令銷毀所有侵權產品和相關模具等。這場訴訟對于雙方公司來說都非常重要。如果 Lumentum 勝訴,它將有權獲得賠償并可能阻止 Nighthawk 繼續制造和銷售侵權產品。而如果 Nighthawk 敗訴,它可能面臨支付高額賠償金以及停止生產和銷售相關產品的后果。3.4.2 中國協同創新分析中國協同創新分析 表 3-8 為中國光芯片產業協同創新分析表??傮w而言我國的大專院校及科研單位參與研發創新較少,但是隨著光芯片領域的規?;?,企業將會積極與其合作,以推動自身的發展。我國企業與大專院校及科研單位在制造、
141、測試和封裝上的協同創新較為緊密,設計上則相對不夠重視。在設計領域,華中科技大學協同創新專利最多共 9 件;制造領域,浙江大學協同創新專利最多共 14 件;封裝領域,上海交通大學協同創新專利最多共 12 件;測試領域,清華大學協同創新專利最多共 17 件。與大專院校的合作對于光芯片企業的發展來說是非常有益的。不僅可以提升自身的研發能力和生產效率,還可以吸引和培養人才、降低成本、建立合作網絡等。因此,光芯片企業應該積極與大專院校進行合作,以實現更好的發展。表 3-8 中國光芯片產業協同創新分析表 一級分支一級分支 申請人申請人 合作專利數量合作專利數量 設計 華中科技大學 9 南昌大學 8 深圳清
142、華大學研究院 8 東南大學 5 清華大學 5 制造 浙江大學 14 中國科學院上海微系統與信息技術研究所 11 南昌大學 11 上海應用技術大學 10 深圳清華大學研究院 7 封裝 上海交通大學 12 華中科技大學 11 清華大學 11 電子科技大學 11 中國船舶重工集團公司第七一六研究所 10 測試 清華大學 17 哈爾濱工業大學 16 華中科技大學 12 深圳清華大學研究院 9 南京航空航天大學 8 3.4.3 中國專利運營分析中國專利運營分析 光芯片產業的專利運營總量為 2550 件,其中轉讓 2204 件,許可 186 件,質押 237 件,轉讓是主要的運營方式。中國光芯片產業的專利
143、許可和轉讓也較為常見。一些擁有核心技術的企業通過許可或轉讓獲得其他企業的專利使用權,以實現 技術的共享和合作。同時,也有一些企業通過專利的交叉許可,實現了技術共享和合作共贏。圖 3-21 中國光芯片產業專利運營情況 圖 3-22 為中國光芯片產業運營專利的重點高校/科研單位申請人排行榜。共有6 所大學,4 所科研院所。深圳大學排名第一,共有 44 件專利;第二名為上海交通大學,共有26件運營專利;第三名為中國科學院上海微系統與信息技術研究所,共22件運營專利。深圳大學在光芯片領域申請了大量的專利,涵蓋了光芯片設計、制造、封裝、測試以及應用等多個方面。這些專利申請不僅數量眾多,而且質量也相對較高
144、,專利運營方式主要包括專利申請、許可、轉讓和維權等。深圳大學通過積極申請專利保護自己的技術創新和市場地位,同時通過許可和轉讓等方式實現技術的共享和合作,推動光芯片產業的發展??梢钥闯?,深圳大學在光芯片領域擁有豐富的專利儲備和高效的專利運營方式,為學校在光芯片領域的知識產權保護和科技創新提供了有力保障。圖 3-22 中國光芯片產業運營專利的重點高校/科研單位申請人 表 3-9 珠海光芯片產業運營申請人 序號序號 申請人申請人 專利數量專利數量 1 楊冬 2 2 珠海市鐳通激光科技有限公司 2 3 奕富通集成科技(上海)有限公司 1 4 廣東德豪潤達電氣股份有限公司 1 5 廣東德豪銳拓顯示技術有
145、限公司 1 6 廣東省航空航天裝備技術研究所 1 7 建榮集成電路科技(珠海)有限公司 1 8 思博特集成科技(珠海橫琴)有限公司 1 9 珠海奇芯光電科技有限公司 1 10 珠海市運泰利自動化設備有限公司 1 11 珠海萊弗利科技有限公司 1 12 西安奇芯光電科技有限公司 1 表 3-9 為珠海光芯片產業運營申請人表。其中楊東和珠海市鐳通激光科技有限公司排名第一有 2 件專利運營。珠海光芯片產業在專利申請數量上呈現出穩步增長的趨勢。根據珠海市知識產權局的數據,截至 2023 年 3 月,珠海市光芯片產業相關的專利申請數量達到了 1200 余項,其中發明專利申請數量占比超過 50%。這一數據
146、表明珠海光芯片產業在技術創新和知識產權保護方面具有較高的積極性。但是對比專利運營可以發現,珠海市的專利運營并不活躍。這表明珠海市光芯片產業在知識產權保護方面可能存在意識不強的現象。盡管珠海市知識產權局加大了 對光芯片產業的知識產權保護力度,但整個產業界和企業的知識產權保護意識可能還不夠強,對專利申請和保護的重要性認識不足。3.5 重點技術專利分析重點技術專利分析 結合前期調研可知,鈮酸鋰芯片及相關產品在實際生產、使用過程中存在功耗較大、體積較大、轉彎半徑大、不同材質之間不能打通、制造的產品有著折射率對比度低、波導尺寸大、電極間距大等問題。本小節從專利角度檢索了一些可以解決上述問題的專利,給研發
147、人員參考。如有可以參考的技術,需注意專利規避設計,避免專利侵權。表 3-10 重點技術專利技術方案列表 功效功效 專利基本信息專利基本信息 專利技術方案專利技術方案 尺寸大 CN202311053847.1 一種基于鈮酸鋰的任意比例光功率分配器及設計方法 申請日:申請日:2023.08.21 申請人:申請人:之江實驗室 技術方案:技術方案:光功率分配器包括:二氧化硅襯底+設有呈十字交叉結構的薄膜鈮酸鋰芯層+上包層;薄膜鈮酸鋰芯層包括功率分配設計區,連接有輸入波導、第一輸出波導、第二輸出波導以及第三輸出波導,其中各波導中均包括單模波導區域、寬度線性漸變楔形波導區域、多模波導區域;上包層使用材料的
148、折射率低于鈮酸鋰。技術效果:技術效果:解決鈮酸鋰平臺上功率分配器研究有限,尺寸大的問題。提高帶寬 CN202310715536.0 一種薄膜鈮酸鋰平臺上的超寬帶波導耦合光電探測器 申請日:申請日:2023.06.16 申請人:申請人:西南交通大學 技術方案:技術方案:通過金屬有機化學氣相沉積在半絕緣的 InP 襯底上生長外延層,依次包括 n 接觸層、犧牲層、漂移層、懸崖層、四元化合物層、吸收層和 p 接觸層,將 InP 晶圓與 TFLN 鍵合,制備 TFLN 片上異質集成波導耦合光電探測器,探測器結構 p 區在下,n 區在上;n 接觸層和 p 接觸層分別為重摻雜 InGaAs 和 InGaAs
149、P;吸收層為 20nm厚的耗盡吸收層和 100nm 厚的漸變摻雜吸收層。技術效果:技術效果:同時提高帶寬和響應速度,已成功應用于四電平脈沖調幅數據接收系統,在 TFLN 平臺上高速光鏈路系統的巨大潛力。降低功耗 CN202310678899.1 電極分層爬坡的薄膜鈮酸鋰調制器及其制備方法 申請日:申請日:2023.06.09 申請人:申請人:中國科學院半導體研究所 技術方案:技術方案:襯底層+二氧化硅層+制備有馬赫-曾德爾結構的鈮酸鋰薄膜層,馬赫-曾德爾結構的無源光波導部分包括輸入、輸出波導,兩條波導臂、分束結構、合束結構,其中分束結構、合束結構可以是 Y 分支、定向耦合器或者多模干涉儀。技術
150、效果:技術效果:通過在鈮酸鋰薄膜的光波導與條形電極交疊區域制作多層介質隔離層,使電光相互作用區電極為共面行波電極,光波導與條形電極的交疊區域為通過多層介質隔離層將條形電極與光波導在豎直方向分離開,減小了金屬 功效功效 專利基本信息專利基本信息 專利技術方案專利技術方案 吸收造成的光損耗。降低功耗 CN202310404222.9 一種基于硫化物和鈮酸鋰的波導裝置 申請日:2023.04.17 申請人:中山大學(鈮酸鋰脊型波導技術)技術方案:技術方案:硫化物波導加載層+薄膜鈮酸鋰層+過渡層+基底,硫化物波導加載層通過在薄膜鈮酸鋰層的表面沉積預設硫系材料獲得,且硫化物波導加載層與薄膜鈮酸鋰層組成脊
151、形波導的芯層,其中,薄膜鈮酸鋰層構成所述脊形波導的平板層、硫化物波導加載層構成脊形波導的 rib 結構。技術效果:技術效果:該基于硫化物和鈮酸鋰的波導裝置無需刻蝕鈮酸鋰晶圓就可以實現非線性頻率轉換過程光場的束縛和相位匹配,有利于實現降低波導傳輸損耗,提升非線性頻率轉換效率,并且集成方法簡單,可以實現降低傳輸損耗、提高非線性轉換效率的技術效果。降低功耗 US18301520 用于絕緣體上多層鐵電波導器件的光纖到光纖平臺 申請日:申請日:20230417 申 請 人:申 請 人:OHIO STATE INNOVATION FOUNDATION(鈮酸鋰脊型波導技術)技術方案:技術方案:在處理晶圓上形
152、成第一絕緣層;用離子注入供體晶片(鈮酸鋰晶片)以在表面下方形成損傷層;接合供體晶圓和處理晶圓;對鍵合的晶片進行退火,以沿離子注入損傷層剝離第一膜;在第一薄膜上形成第二絕緣層;用離子注入供體晶片以在表面下方形成損傷層;將供體晶片接合到第一膜上的第二絕緣層;和對鍵合的晶片進行退火,以沿著離子注入損傷層剝離第二膜。技術效果:技術效果:解決調制器與標準光纖的耦合損耗很大的問題。降低功耗 CN201780063035.1 微機械薄膜鋰鈮酸鋰電光裝置 申請日:申請日:2017.08.11 申請人:申請人:哈佛學院院長等 備注:有多件同族專利,是鈮酸鋰脊型波導技術比較早期的一件專利 技術方案:技術方案:在鈮
153、酸鋰膜上沉積第一抗蝕劑;以第一圖案在所述第一抗蝕劑上沉積第二抗蝕劑;根據第一圖案來圖案化第一抗蝕劑;蝕刻鈮酸鋰膜以將第一圖案從第一抗蝕劑轉移到鈮酸鋰膜。技術效果:消除了對 RF 損耗和相位匹配條件的限制,減少了能耗損失。高偏振消光比-偏振分束器 CN202310525328.4 一種基于薄膜鈮酸鋰的 TE 模和 TM 模分離的偏振分束器芯片 申請人:申請人:浙江九州量子信息技術股份有限公司 申請日:申請日:2023.05.11 技術方案:技術方案:一種基于薄膜鈮酸鋰的 TE 和 TM 模分離的偏振分束器芯片,芯片結構包括上支路波導與下支路波導,上支路波導結構包括定向耦合區直波導、sin 型輸入
154、和輸出彎波導以及輸入和輸出直波導,下支路結構包括與上支路結構鏡像對稱的定向耦合區和輸出區波導。技術效果:技術效果:兼容性好,可以實現量產;降低器件損耗;采用 sin 型波導分導光束,相對于 90彎波導可以大幅度減 功效功效 專利基本信息專利基本信息 專利技術方案專利技術方案 小尺寸,提高器件集成度;器件性能得到大幅提高,TE 和TM 消光比達到 30db 以上。高偏振消光比-光纖陀螺 CN202111153676.0 一種基于薄膜鈮酸鋰的片上起偏器及其制作方法 申請人:申請人:上海安湃芯研科技有限公司 申請日:申請日:2021.09.29 技術方案:技術方案:一種基于薄膜鈮酸鋰的片上起偏器,包
155、括基底層、緩沖層、波導芯層和波導上包層;波導芯層中包含有起偏波導系統,起偏波導系統包括錐形波導傳輸段、連接波導段、非對稱 Y 分支段、輸出波導段、吸收波導段;錐形波導傳輸段、連接波導段和非對稱 Y 分支段順序連接;輸出波導段的輸入端和吸收波導段的輸入端均連接非對稱 Y 分支段的輸出端。技術效果:技術效果:在薄膜鈮酸鋰片上實現起偏功能,有助于實現基于單片集成光子芯片的光纖陀螺;便于減小器件尺寸;工藝技術成熟,可以有效降低成本。4.珠海產業發展定位分析 4.1 區域珠海專利布局分析區域珠海專利布局分析 圖 4-1 珠海光芯片產業專利布局分析 圖 4-1 為珠海光芯片產業專利布局分析,由圖中可以看出
156、,2006 年至檢索日,珠海光芯片產業專利申請數量為 363 件,專利申請趨勢總體分為三個階段:2006-2016 年屬于技術萌芽期,2017-2019 年屬于第一快速發展階段,2020 年以后屬于第二快速發展階段。2006-2016 年,珠海光芯片產業專利申請呈波動狀態,年專利申請量不高于 15件,總體上呈波動中緩慢增長的趨勢,處于技術萌芽期。2017-2019 年,珠海光芯片產業處于第一快速發展階段,專利申請量快速增長,2019 年專利申請量達到 36 件。2020 年至今,珠海光芯片產業處于第二快速發展階段,專利申請量再次快速增長,2020 年專利申請量達到 72 件,隨后年專利申請量雖
157、略有下降,但仍保持 50件以上。2022-2023 年的專利申請量因部分專利申請還未公開所以統計量偏少,并不代表實際情況。從專利法律狀態來看,珠海光芯片產業有效專利數量為 109 件,占比 53%;失效專利數量為 69 件,占比 19%;審中專利數為 103 件,占比 28%。審中專利數量較多,表明近 1-2 年新提交專利申請的數量有所提升,珠海光芯片產業近兩年技術發展迅速,技術上具有創新的突破,新技術出現促進了申請意識。從專利申請類型來看,珠海光芯片產業發明專利數量最多,為 210 件,占比57.9%;實用新型專利申請數量為 149 件,占比 41.0%;外觀設計專利申請數量為4 件,占比為
158、 1.1%??梢钥闯?,珠海光芯片產業創新主體更傾向于審查周期長,創造性要求更高,保護周期更長的發明專利。根據2023 年全球集成電路行業技術全景圖譜,截至 2022 年 12 月 9 日,全球約有 541259 項集成電路專利為發明專利,占全球集成電路專利申請數量最多,約為 67.95%,可見相比于全球,珠海光芯片產業發明專利占比偏低。從專利海外布局來看,珠海光芯片產業創新主體更傾向于在美國布局專利,專利布局數量為 15 件;其次為 EPO 和 WIPO,專利布局數量均為 2 件;德國專利布局數量為 1 件。珠海光芯片產業創新主體具備海外專利布局意識,但目前海外專利布局數量為 20 件,海外專
159、利布局意識需繼續提升,以便更好地為珠海光芯片產品在海外市場保駕護航。表 4-1 珠海光芯片產業海外專利申請人分析 申請人申請人 專利數量專利數量 珠海越亞半導體股份有限公司 9 珠海晶訊聚震科技有限公司 4 珠海市至力電池有限公司 3 樂健科技(珠海)有限公司 1 納思達 1 黎家銘 1 安世半導體 1 表 4-1 為珠海光芯片產業海外專利申請人分析,由表中可知,珠海越亞半導體股份有限公司海外專利申請數量最多,涉及專利 9 件;其次為珠海晶訊聚震科技有限公司,涉及專利 4 件;珠海市至力電池有限公司海外專利申請數量排名第 3位,涉及專利 3 件;樂健科技(珠海)有限公司、納思達、黎家銘、安世半
160、導體海外專利申請數量分別為1件。珠海光芯片產業開展海外專利布局創新主體數量較少。圖 4-2 珠海光芯片產業專利質量分析 圖 4-2 從權利要求數量分布和說明書頁數分布兩個角度分析了珠海光芯片產業專利申請質量。從權利要求數量分布情況來看,權利要求數量為 6-10 項的專利數量最多,涉及 253 件,占比 69.7%;其次為權利要求數量為 1-5 項的專利,涉及 49 件,占比25.9%;權利要求數量大于 10 項的專利數量為 61 件,占比 16.8%。發明或者實用新型專利權的保護范圍以其權利要求的內容為準,一般而言,權利要求項數越多,專利的保護力度較高,專利價值較大;權利要求項數越少,權利數量
161、偏少,保護范圍較小,專利權的穩定性也較小。珠海光芯片產業大部分專利的權利要求數量在 6 項以上,專利質量較好。從說明書頁數分布情況來看,說明數頁數為 2-5 頁的專利數量最多,涉及 223件,占比 62.46%;其次為說明數頁數為 6-10 頁的專利,涉及 116 件,占比 32.49%;說明數頁數大于 10 頁的專利數量為 18 件,占比 5.04%。說明書的頁數在一定程度上可反映專利撰寫的質量,說明書頁數越多,技術方案公開越充分,專利質量越高。珠海光芯片產業大部分專利的說明書頁數低于6頁,說明書頁數大于 10 頁的專利數量僅為 18 件,說明書撰寫質量有待提升。4.2 珠海專利定位分析珠海
162、專利定位分析 表 4-2 珠海光芯片產業全國重點城市專利申請數量排名 序號序號 城市城市 專利數量專利數量 1 深圳市 7162 序號序號 城市城市 專利數量專利數量 2 蘇州市 3923 3 武漢市 2784 4 無錫市 1838 5 杭州市 1573 6 廣州市 1568 7 南京市 1523 8 東莞市 1469 9 西安市 1354 10 成都市 1228 11 寧波市 1097 12 合肥市 968 13 佛山市 844 14 長春市 751 15 青島市 708 16 濟南市 702 17 廈門市 700 18 常州市 582 19 哈爾濱市 565 20 長沙市 530 21 惠
163、州市 530 22 南昌市 503 23 南通市 489 24 中山市 429 25 鎮江市 416 26 珠海市 363 27 嘉興市 346 28 溫州市 336 表 4-2 為光芯片產業全國重點城市專利申請數量排名,由表中可以看出,珠海光芯片產業專利申請數量排名全國第 26 位,廣東省第 6 位,排名位于深圳、廣州、東莞、佛山和惠州之后。從專利申請數量來看,排名第 1 位的深圳光芯片產業專利申請數量位 7162 件,排名第 2 位和第 3 位的蘇州和武漢市光芯片產業專利申請數量分別為 3923 件和 2784 件,而珠海光芯片產業專利申請數量僅有 363 件。從專利申請數量及在全國全國重
164、點城市專利申請數量排名來看,珠海光芯片產業與全國及廣東省重點城市存在較大差距,存在很大發展空間。4.3 珠海產業結構及分工分析珠海產業結構及分工分析 2020 年,珠海印發了 關于珠海市大力支持集成電路產業發展的意見 和 珠海市促進集成電路產業發展若干政策措施,大力支持集成電路產業發展。意見明確提出珠海的發展目標:到 2025 年,珠海集成電路產業集群規模達到 1000 億元,支持和帶動千億電子信息產業集群發展。意見還提出,擴大芯片設計產業規模,引進和培育設計龍頭企業,搭建產業技術公共服務平臺,建設粵澳集成電路產業示范園,大力支持和引進 IDM 企業,加快提升封測等配套能力,加快發展關鍵裝備和
165、材料配套產業等 15 項具體工作措施。大力支持人才的引進和培養,支持在高新區建設集成電路設計后端人才培養基地,為珠海集成電路產業發展提供持續人才供給。支持珠海高校開設微電子相關專業,探索出臺資助政策鼓勵高校、企業、行業聯盟聯合培養集成電路人才。表 4-3 珠海光芯片產業各技術分支專利分布分析 序號序號 技術分支技術分支 專利數量專利數量 全國排名全國排名 全省排名全省排名 1 封裝 255 24 6 2 設計 56 35 8 3 制造 47 37 8 4 測試 46 25 4 表 4-3 分析了珠海光芯片產業各技術分支專利分布情況,通過分析能夠判斷珠海珠海光芯片產業各技術分支在全國及全省的專利
166、實力。由表中可以看出,封裝技術專利申請數量為 255 件,全國排名第 24 位,全省排名第 6 位;設計技術專利請數量為 56 件,全國排名第 35 位,全省排名第 8 位;制造技術專利申請數量為 47 件,全國排名第 37 位,全省排名第 8 位;測試技術專利申請數量為 46 件,全國排名第 25 位,全省排名第 4 位。從專利申請數量來看,封裝技術專利申請數量最多,屬于珠海光芯片產業重要技術分支,制造技術和測試技術專利申請數量較小。從全國和全省排名來看,封裝技術和測試技術排名相對比較靠前,屬于珠海光芯片產業優勢技術分支,設計技術和制造技術排名比較靠后。表 4-4 光芯片產業各技術分支重點城
167、市分析 技術技術 分支分支 城市城市 專利總專利總量量 發明人發明人總量總量 有專利申請的有專利申請的企業數量企業數量 有專利申請有專利申請的高校數量的高校數量 有專利申請的有專利申請的科研單位數量科研單位數量 設計 深圳市 2080 2478 598 10 7 廣州市 350 643 78 8 6 東莞市 372 429 124 2 3 廈門市 263 487 68 2 0 佛山市 241 387 37 1 2 中山市 152 179 51 0 0 青島市 146 281 28 4 2 惠州市 117 187 51 0 0 珠海市 56 131 31 0 0 制造 深圳市 1798 2075
168、 468 11 11 廣州市 458 848 55 10 9 東莞市 300 392 97 2 3 廈門市 290 452 48 2 1 佛山市 224 380 33 3 3 中山市 149 208 46 0 1 青島市 115 216 16 6 4 惠州市 129 186 43 1 0 珠海市 47 111 21 0 0 封裝 深圳市 4280 4873 1127 13 8 廣州市 847 1364 213 12 19 東莞市 1043 1247 391 3 4 廈門市 321 514 90 2 0 佛山市 566 709 173 5 5 中山市 253 353 106 1 1 青島市 40
169、5 745 118 7 4 惠州市 370 574 143 0 0 珠海市 255 416 98 2 0 測試 深圳市 632 1234 207 10 8 廣州市 259 759 44 8 9 東莞市 65 146 28 2 2 廈門市 49 121 11 2 0 佛山市 23 44 6 1 2 中山市 35 88 17 1 0 青島市 113 314 23 8 3 惠州市 13 42 11 0 0 珠海市 46 118 20 1 2 表 4-4 針對深圳、廣州、東莞、廈門、佛山、中山、青島、惠州、珠海 9 個城市光芯片產業專利總量及創新主體情況展開了分析。在設計技術方面,從專利總量來看,深圳
170、市專利總量最多,涉及 2080 件,東莞、廣州專利總量分別為 372 件、350 件,其他城市專利總量均不足 300 件,珠海專利總量最少,涉及 56 件;從發明人總量來看,深圳發明人總量最多,涉及 2478人,廣州、廈門、東莞發明人總量分別為 643 人、487 人、429 人,其他城市發明人總量均不足 400 人,珠海發明人總量最少,涉及 131 人;從有專利申請的企業數量,深圳有專利申請的企業數量最多,涉及 598 家,東莞有專利申請的企業數量為 124 家,其他城市有專利申請的企業數量均不足 100 家,珠海有專利申請的企業數量排名倒數第二位,為 31 家;從有專利申請的高校數量來看,
171、深圳有專利申請的高校數量最多,涉及 8 所,廣州、青島有專利申請的高校數量分別為 8 所、4 所,珠海暫時沒有有專利申請的高校;從有專利申請的科研單位數量來看,深圳有專利申請的科研單位數量最多,涉及 7 家,廣州、東莞有專利申請的科研單位數量分別為 6 家、3 家,珠海暫時沒有有專利申請的科研單位。綜合來看,在設計技術方面,深圳、廣州、東莞、佛山、青島不僅發明人總量較多,創新主體涉及類型也比較全面,涉及企業、高校、科研單位,科研實力較強,珠海創新主體僅涉及企業。其中,青島有專利申請的企業數量最少,但高校和科研單位數量共 6 家,僅次于深圳、廣州。在制造技術方面,從專利總量來看,深圳市專利總量最
172、多,涉及 1798 件,廣州、東莞專利總量分別為 458 件、300 件,其他城市專利總量均不足 300 件,珠海專利總量最少,涉及 47 件;從發明人總量來看,深圳發明人總量最多,涉及 2075人,廣州、廈門發明人總量分別為 848 人、452 人,其他城市發明人總量均不足 400人,珠海發明人總量最少,涉及 111 人;從有專利申請的企業數量,深圳有專利申請的企業數量最多,涉及 468 家,東莞有專利申請的企業數量為 97 家,其他城市有專利申請的企業數量均不足60家,珠海有專利申請的企業數量排名倒數第二位,為 21 家;從有專利申請的高校數量來看,深圳有專利申請的高校數量最多,涉及11
173、所,廣州、青島有專利申請的高校數量分別為 10 所、6 所,珠海暫時沒有有專利申請的高校;從有專利申請的科研單位數量來看,深圳有專利申請的科研單位數 量最多,涉及 11 家,廣州、青島有專利申請的科研單位數量分別為 9 家、4 家,珠海暫時沒有有專利申請的科研單位。綜合來看,在制造技術方面,珠海專利總量、發明人數量及有專利申請的企業數量均較少,且 9 個城市中,僅珠海在有專利申請的高校和科研單位均未涉及。青島有專利申請的企業數量最少,但高校和科研單位數量共 10 家,僅次于深圳、廣州。在封裝技術方面,從專利總量來看,深圳市專利總量最多,涉及 4280 件,東莞、廣州專利總量分別為 1043 件
174、、847 件,其他城市專利總量均不足 300 件,珠海專利總量排名倒數第 2 位,涉及 255 件,僅比中山多 2 件;從發明人總量來看,深圳發明人總量最多,涉及 4873 人,廣州、東莞發明人總量分別為 1364 人、1247人,其他城市發明人總量均不足 800 人,珠海發明人總量排名倒數第 2 位,涉及416 人;從有專利申請的企業數量,深圳有專利申請的企業數量最多,涉及 1127家,東莞、廣東有專利申請的企業數量分別為 391 家、213 家,其他城市有專利申請的企業數量均不足 200 家,珠海有專利申請的企業數量排名倒數第 2 位,為 98家;從有專利申請的高校數量來看,深圳有專利申請
175、的高校數量最多,涉及 13 所,廣州、青島有專利申請的高校數量分別為 12 所、7 所,珠海有專利申請的高校涉及 2 所;從有專利申請的科研單位數量來看,廣州有專利申請的科研單位數量最多,涉及 19 家,深圳、佛山有專利申請的科研單位數量分別為 8 家、5 家,珠海暫時沒有有專利申請的科研單位。綜合來看,在封裝技術方面,珠海專利總量、發明人數量及有專利申請的企業數量均較少,珠海暫時沒有有專利申請的科研單位。青島發明人總量相對較多,且高校和科研單位數量共 11 家,僅次于廣州、深圳。在測試技術方面,從專利總量來看,深圳市專利總量最多,涉及 632 件,廣州、青島專利總量分別為 259 件、113
176、 件,其他城市專利總量均不足 100 件,珠海專利總量排名位于第 5 位,涉及 46 件;從發明人總量來看,深圳發明人總量最多,涉及 1243 人,廣州、青島發明人總量分別為 759 人、314 人,其他城市發明人總量均不足 200 人,珠海發明人總量排名第 6 位,涉及 118 人;從有專利申請的企業數量,深圳有專利申請的企業數量最多,涉及 207 家,廣東有專利申請的企業 數量為 44 家,其他城市有專利申請的企業數量均不足 30 家,珠海有專利申請的企業數量第 5 位,為 20 家;從有專利申請的高校數量來看,深圳有專利申請的高校數量最多,涉及 10 所,廣州、青島有專利申請的高校數量均
177、為 8 所,珠海有專利申請的高校涉及 1 所;從有專利申請的科研單位數量來看,廣州有專利申請的科研單位數量最多,涉及 9 家,廣州、青島有專利申請的科研單位數量分別為 9家、3 家,珠海有專利申請的科研單位涉及 2 家。綜合來看,在測試技術方面,珠海專利總量、發明人數量及有專利申請的企業數量、有專利申請的高校數量、有專利申請的科研單位數量相對于其他技術分支排名均有所上升,屬于珠海優勢技術分支。另外青島發明人總量相對較多,且高校和科研單位數量共 11 家,僅次于廣州、深圳。綜上分析,珠海光芯片產業各技術分支專利實力均相對較弱,需向其他重點城市引進先進技術,與其他重點城市協同發展,以快速提升技術發
178、展水平。發明人總量偏少,有專利申請的高校數量、有專利申請的科研單位數量均較少,創新主體以企業為主,需加強人才引進,鼓勵研發人員積極參與技術創新。4.4 珠海創新主體分析珠海創新主體分析 圖 4-3 珠海光芯片產業專利申請人類型分布 圖 4-3 為珠海光芯片產業專利申請人類別分布分析,由圖中可以看出,珠海光芯片產業企業專利申請數量為 338 件,占比 93.1%;個人專利申請數量為 12 件,占比 3.3%;大專院校專利申請數量為 10 件,占比 2.8%;科研單位專利申請數量為 3 件,占比 0.8%。珠海光芯片產業專利申請人以企業為主,大專院校及科研單位占比較低。圖 4-4 珠海光芯片產業專
179、利重點申請人分析 圖 4-4 為珠海光芯片產業專利重點申請人分析,由圖中可以看出,15 個重點申請人中,企業重點申請人占 14 席,大專院校僅占 1 席。其中,珠海越亞半導體股份有限公司專利申請數量最多,涉及專利 40 件;其次為珠海格力電器股份有限公司,涉及專利 20 件;珠海光庫科技有限公司排名第 3 位,涉及專利 18 件;其重點申請人申請專利數量均不超過 12 件??梢钥闯?,珠海光芯片產業重點申請人專利申請數量規模均比較小,相比于全球、全國龍頭企業,存在較大差距。1.珠海越亞半導體股份有限公司珠海越亞半導體股份有限公司 珠海越亞半導體股份有限公司于 2006 年 04 月 26 日成立
180、,是全球首家利用“銅柱增層法”實現“無芯”封裝基板量產的企業,也是中國出貨量最大的 IC 封裝基板制造企業。主要產品為無線射頻功率放大器及其前端模組、基帶芯片和微處理器芯片所應用的封裝基板。公司客戶包括世界前三大射頻設計公司、國際及國內世界前十大封裝測試廠、國內領先的各類半導體設計公司等眾多半導體巨頭。如今,越亞半導體已在廣東珠海、江蘇南通建設三個生產基地,成為以多種工藝、多種產品線、多家工廠服務于全球客戶的半導體封裝載板解決方案的供應商。2.珠海光庫科技有限公司珠海光庫科技有限公司 珠海光庫科技股份有限公司(以下簡稱“光庫科技”)成立于 2000 年,總部設在廣東珠海,并在意大利米蘭、香港、
181、深圳、珠海設有 4 家全資子公司。是專業從事光纖器件和芯片集成的國家高新技術企業。高管團隊由激光、芯片及光通訊領域內國際頂尖人才組成。公司產品應用于光纖激光、光纖通訊、數據中心、無人駕駛、光纖傳感、醫療設備、科研等領域,廣泛銷往歐、美、日等 40 多個國家和地區。2020 年,公司成立光子集成事業部,進入鈮 酸鋰調制器芯片新領域,目前公司已掌握先進 的光纖器件設計和封裝技術,鈮酸鋰調制器芯片制程和模塊封裝技術、高功率器件散熱技 術、光纖器件高可靠性技術、保偏器件對位技術、光纖端面處理技術等均處于國際先進水平。3.珠海歐比特宇航科技珠海歐比特宇航科技 珠海歐比特宇航科技由歸國留學知名專家顏軍博士
182、于 2000 年 3 月在珠海特區創立,是首家登陸中國創業板的 IC 設計公司,主營業務包括宇航電子、衛星及衛星大數據和人工智能三大板塊 公司致力于宇航嵌入式 SOC 處理器芯片、SIP 立體封裝模塊/微系統、EMBC宇航總線控制系統的研制、設計、生產和銷售,是我國宇航 SPARC V8 處理器 SOC芯片的標桿企業、SIP 立體封裝微系統的開拓者,解決了我國宇航電子系統核心處理器及微系統國產化、自主可控、高性能、高可靠等問題。公司自成立以來先后榮獲國家高新技術企業、集成電路設計企業、國家火炬計劃項目研制單位等稱號。面向計算量大、前端分析算法日趨復雜、邊緣計算低功耗要求等新一代 AI 處理系統
183、應用,航宇微設計了多核異構 AI 芯片。4.5 區域重點人才分析區域重點人才分析 表 4-5 珠海光芯片產業重點發明人及單位分析 序號序號 發明人發明人 所屬單位所屬單位 專利數量專利數量 1 陳先明 珠海越亞半導體股份有限公司 39 2 黃本霞 珠海越亞半導體股份有限公司 39 3 馮磊 珠海越亞半導體股份有限公司 27 序號序號 發明人發明人 所屬單位所屬單位 專利數量專利數量 4 王烈洋 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 11 5 占連樣 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 11 6 顏軍 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 12 7 黃高 珠海越亞半導體股份有限公司 16 8 吉貴軍 珠海光庫科
184、技股份有限公司 15 9 周赤 珠海光庫科技股份有限公司 14 10 洪業杰 珠海越亞半導體股份有限公司 14 11 王聞師 珠海越亞半導體股份有限公司/珠海妙存科技有限公司 14 12 馮進東 珠海越亞半導體股份有限公司 12 13 陳伙立 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 7 14 陳像 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 9 15 劉昆 珠海光庫科技股份有限公司 10 16 林文健 珠海越亞半導體股份有限公司 9 17 湯凡 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 8 18 陸龍釗 珠海光庫科技股份有限公司 10 19 李廣 廣東科學技術職業學院 6 20 郝婷 珠海光庫科技股份有限公司 9 表 4-
185、5 為珠海光芯片產業重點發明人及單位分析,由表中可知,珠海光芯片產業重點發明人主要集中于 4 家企業和 1 所大專院校。其中,珠海越亞半導體股份有限公司重點發明人數量最多,涉及 8 人,包括王聞師、陳先明、黃本霞、馮磊、黃高、洪業杰、馮進東、林文??;珠海歐比特宇航科技股份有限公司重點發明人數量為 6 人,包括王烈洋、占連樣、顏軍、陳伙立、陳像、湯凡;珠海光庫科技股份有限公司重點發明人數量為 5 人,包括吉貴軍、周赤、劉昆、陸龍釗、郝婷;廣東科學技術職業學院和珠海妙存科技有限公司均涉及 1 人,分別為李廣、王聞師。表 4-6 珠海光芯片產業各技術分支重點發明人分析 技術分支技術分支 發明人發明人
186、 所屬公司所屬公司 專利數量專利數量 設計 吉貴軍 珠海光庫科技股份有限公司 9 周赤 珠海光庫科技股份有限公司 9 劉昆 珠海光庫科技股份有限公司 7 郝婷 珠海光庫科技股份有限公司 6 陸龍釗 珠海光庫科技股份有限公司 6 制造 吉貴軍 珠海光庫科技股份有限公司 7 技術分支技術分支 發明人發明人 所屬公司所屬公司 專利數量專利數量 溫演聲 廣東格斯泰氣密元件有限公司 6 周赤 珠海光庫科技股份有限公司 5 王興龍 珠海光庫科技股份有限公司 5 劉昆 珠海光庫科技股份有限公司 4 封裝 陳先明 珠海越亞半導體股份有限公司 39 黃本霞 珠海越亞半導體股份有限公司 39 馮磊 珠海越亞半導體
187、股份有限公司 27 王烈洋 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 11 占連樣 珠海歐比特宇航科技股份有限公司 11 測試 周赤 珠海光庫科技股份有限公司 6 郝婷 珠海光庫科技股份有限公司 6 吉貴軍 珠海光庫科技股份有限公司 5 吳崇堅 珠海任馳光電科技有限公司 5 崔洪亮 珠海任馳光電科技有限公司 5 表 4-6 為珠海光芯片產業各技術分支重點發明人分析,由表中可知,珠海各技術分支重點申請人主要集中于 5 家企業。在設計技術方面,重點發明人涉及 5 人,發明人所屬公司均為珠海光庫科技股份有限公司;在制造技術方面,重點發明人涉及 5 人,其中 4 位發明人所屬公司為珠海光庫科技股份有限公司,1
188、位發明人所屬公司為廣東格斯泰氣密元件有限公司;在封裝技術方面,重點發明人涉及 5 人,其中 3 位發明人所屬公司為珠海越亞半導體股份有限公司,2 位發明人所屬公司為珠海歐比特宇航科技股份有限公司;在測試技術方面,重點發明人涉及 5 人,其中 3 位發明人所屬公司為珠海光庫科技股份有限公司,2 位發明人所屬公司為珠海任馳光電科技有限公司??梢?,珠海光庫科技股份有限公司在涉及、制造、測試技術方面重點人才較多,珠海越亞半導體股份有限公司、珠海歐比特宇航科技股份有限公司在封裝技術方面具備重點人才優勢,珠海任馳光電科技有限公司在測試技術方面具備重點人才優勢。4.6 區域產業發展區域產業發展 SWOT 分
189、析分析 4.6.1 優勢優勢(1)近兩年珠海光芯片產業處于快速發展階段,專利申請數量有所提升,審中專利數量較多,珠海光芯片產業近兩年技術發展迅速,技術上具有創新的突破。(2)珠海光芯片產業大部分專利的權利要求數量在6項以上,專利質量較好。4.6.2 劣勢劣勢(1)從專利申請類型來看,珠海光芯片產業創新主體更傾向于審查周期長,創造性要求更高,保護周期更長的發明專利,但相比于全球,珠海光芯片產業發明專利占比偏低。(2)珠海光芯片產業海外專利布局數量及開展海外專利布局創新主體數量均較少,海外專利布局意識需繼續提升,以便更好地為珠海光芯片產品在海外市場保駕護航。(3)珠海光芯片產業大部分專利的說明書頁
190、數低于 6 頁,說明書頁數大于 10頁的專利數量僅為 18 件,說明書撰寫質量有待提升。4.6.3 機遇機遇(1)珠海光芯片產業專利申請數量相比于全國重點城市存在較大差距;各技術分支專利實力相比于全國和全省重點城市相對較弱;重點申請人專利申請規模相比于全球、全省龍頭企業,存在較大差距??傮w而言,珠海珠海光芯片產業具備較大發展空間。(2)從政策角度來看,珠海大力支持光芯片產業各技術分支的發展,大力支持人才的引進和培養,支持在高新區建設集成電路設計后端人才培養基地,為珠海集成電路產業發展提供持續人才供給。4.6.4 挑戰挑戰(1)從全國和全省排名來看,珠海光芯片產業各技術分支專利實力均相對較弱,發
191、明人總量偏少,創新主體以企業為主,需加強先進技術和人才的引進,提升技術發展水平。(2)珠海光芯片產業專利申請人和重點申請人均以企業為主,大專院校及科研單位占比較低,不利于有效發揮大專院校和科研院所的科研實力及光芯片產業人才隊伍的培養。(3)珠海光芯片產業重點申請人專利申請數量規模均比較小,相比于全球、全國龍頭企業,存在較大差距。(4)從重點發明人來看,珠海光芯片產業重點申請人及各技術分支重點申請人分布均集中于幾家創新主體中,人才分布比較集中,其他創新主體缺乏人才儲備。5.區域產業發展路徑建議 5.1 區域區域產業產業結構優化結構優化建議建議 整體來說,珠海市光芯片產業鏈以封裝專利為主,封裝專利
192、占比 63.12%,設計專利占比 13.86%,制造專利占比 11.63%,測試專利占比 11.39%。珠海市光芯片產業的專利申請構成總體呈現封裝為主、設計、制造、測試相當的情況,光芯片封裝相關的專利占比較大,封裝業優勢突出,而設計制造和測試的占比較小,整體光芯片產業鏈發展并不均衡,不利于珠海市未來光芯片產業的長遠發展。針對以上光芯片產業結構提出以下目標建議:建議珠海市光芯片產業進一步優化產業鏈結構,一方面繼續發展以封裝為主建議珠海市光芯片產業進一步優化產業鏈結構,一方面繼續發展以封裝為主導的產業集群,擴大光芯片封裝產業規模,向高端化發展;但同時需通過合理布導的產業集群,擴大光芯片封裝產業規模
193、,向高端化發展;但同時需通過合理布局引進光芯片設計、光芯片制造、材料設備、光芯片測試等產業鏈環境。局引進光芯片設計、光芯片制造、材料設備、光芯片測試等產業鏈環境。一是建議珠海市圍繞光芯片封裝優勢環節,集中力量促進提檔升級、做優做一是建議珠海市圍繞光芯片封裝優勢環節,集中力量促進提檔升級、做優做強。強。扶持在光芯片封裝領域具有引領作用的頭部企業,集中優勢資源做大做強,加快培育成具有國內話語權、國際競爭力的龍頭企業。聚焦珠海市光芯片設計、制造、測試領域掌握核心技術的“專精特新”企業,培育產業鏈核心企業,充分發揮技術特色優勢,深化與龍頭企業的協同配套。引導中小企業圍繞龍頭企業和產業鏈核心企業需求提供
194、配套產品和服務,推動產業鏈大中小企業融通發展。二是推進強鏈、補鏈、延鏈。二是推進強鏈、補鏈、延鏈。光芯片制造工藝流程主要包括芯片設計、外延生長、晶圓制造等環節,相比于大規模集成電路已形成高度的產業鏈分工,光芯片行業尚未形成成熟的設計-代工-封測產業鏈。IDM 模式能及時響應各類市場需求,靈活調整產品設計、生產環節的工藝參數及產線的生產計劃;能高效排查問題原因,精準指向產品設計、生產工序或測試環節等問題點;還能有效保護產品設計結構與工藝制程的知識產權。因此,國內光芯片企業通過 IDM 模式,可以在響應速度和成本方面取得競爭優勢。然而,集成電路制造是產業門檻最高的行業,包括設備、工藝和材料三個方面
195、,涉及兩千多道工藝制程,而光芯片同樣需要涉及這類工藝制程,每個步驟都要依賴特定設備才能實現,工藝復雜,制造環節自主可控的程度非常低,且光芯片技術門檻高、產品線難以標準化。因此,珠海光芯片廠商在初期發展階段若采 用 IDM 模式以單獨生產光芯片,將具有較高的技術難度。建議珠海在光芯片產業領域實現全產業鏈創新協同發展,在重點發展封裝產業的同時,引進 IDM 模式光芯片制造企業、支持設計企業,實現價值鏈、企業鏈、供需鏈、創新鏈四個維度的相互對接,實現產業的可持續發展和增長。三是充分利用本地芯片設計產業優勢資源,以合作促進產業發展。三是充分利用本地芯片設計產業優勢資源,以合作促進產業發展。從光芯片產業
196、的上層產業集成電路產業來看,珠海的集成電路產業布局多元優化,空間聚集效應逐步顯現。高新區是珠海集成電路設計業的主要集聚區,擁有以珠海南方集成電路設計服務中心為核心的廣東省集成電路設計與生產基地,以及多家上市公司和行業領軍企業。并且,2020 年 10 月,珠海市關于大力支持集成電路產業發展的意見和關于促進珠海市集成電路產業發展的若干政策措施印發并提出,到 2025 年,珠海集成電路產業集群規模達到 1000 億元,并形成若干家年產值超過 10 億元和 2-3 家年銷售收入超過 30 億元的芯片設計企業。然而,珠海光芯片產業卻總體呈現出封裝強、設計制造測試弱的特點,未能充分發揮珠海市芯片設計技術
197、的支撐引領作用。芯片設計與光芯片設計具有較好的技術銜接,部分科研成果具有相通性、可共用性,因此,可加強珠海市光芯片企業與集成電路設計企業結合創新工作,通過有效地利用本地集成電路設計企業的優勢技術資源,促進光芯片企業以及傳統芯片企業的創新資源的整合和優化資源配置結構,從而實現珠海市光芯片產業技術經濟價值最大化。因此,建議珠海市光芯片產業以傳統芯片設計發展為契機,發揮資源優勢,加強企業間合作,實現資源、產品、市場、信息共享,形成具備地域特色的產業格局。5.2 區域創新主體支持、培育或引進、合作建議區域創新主體支持、培育或引進、合作建議 5.2.1 珠海市企業創新主體支持、培育路徑珠海市企業創新主體
198、支持、培育路徑 企業是助推產業發展重要的活力源泉,支持企業就是支持產業高質量發展?,F階段,珠海市光芯片產業已聚集一批基礎好、實力優秀的光芯片企業,如珠海光庫科技股份有限公司、珠海映訊芯光科技有限公司、珠海奇芯光電科技有限公司等公司,且在關鍵技術領域已有一定技術積累,建議進一步扶持與培育這些本地企業做大做強。例如,光庫科技公司已掌握先進的光纖器件設計和封裝技術,鈮酸鋰調制 器芯片制程和模塊封裝技術、高功率器件散熱技術、光纖器件高可靠性技術、保偏器件對位技術、光纖端面處理技術等均處于國際先進水平,同時研發薄膜鈮酸鋰等下一代光子材料及光子集成芯片技術,在未來幾年將推出薄膜鈮酸鋰高速調制器和模塊系列產
199、品,傳輸速率將達 800Gbps 以上以至 1.6Tbps;映訊芯光擁有領先的硅光子集成芯片技術,定位于為高端光傳感和自動駕駛激光雷達等應用提供基于硅光子集成技術的核心器件與芯片化解決方案,解決高端光芯片的“卡脖子”問題。主要產品包括窄線寬大范圍波長可調半導體激光器、窄線寬快速掃頻 FMCW 激光模塊、芯片化激光雷達光學引擎,公司產品在超窄線寬、大范圍快速調諧、高集成度等關鍵性能指標上處于行業領先水平,目前已經通過國內多家外頭部客戶的測試認可,正在批量生產銷售。奇芯光電以硅基改性新材料體系和先進半導體設計與制造為基礎,通過獨特的光子集成技術,自主開發出一系列光子集成產品,實現了中國高端光子集成
200、領域部分“進口替代”及“行業引領”,解決我國光子集成芯片的“卡脖子”難題。鑒于珠海市光芯片企業的良好基礎現狀,針對珠海市企業創新主體提出以下支持、培育路徑。培育培育“領航領航”和和“專精特新專精特新”企業。企業。支持以光庫科技為代表的光芯片企業繼續做大做強,培育映訊芯光、博泰半導體、奇芯光電等新興力量。在政策、資金上給予充分支持,助力企業在規模上實現突破,培育年度營收超過十億的光芯片龍頭企業。重點聚焦薄膜鈮酸鋰等下一代光子材料,以發揮其在長途相干光傳輸和超高速數據中心場景所具備的良好競爭力。推動映訊芯光、奇芯光電等企業提升規模,支持企業擴張、并購,盡快形成和提升光芯片設計以及封裝領域的研發和生
201、產能力。同時加大招商引資力度,吸引國際國內知名的光芯片設計、制造廠商及區域內已有企業的上下游企業到珠海落地,形成完整的光芯片產業鏈,打造具有規模的產業集聚。具體扶持與培育企業建議如下:表 5-1 創新主體支持與培育企業建議名單 序號序號 企業名稱企業名稱 主營產品主營產品 專利申請總量專利申請總量 1 珠海博杰電子 智能制造領域工業自動化、智能化設備及系統解決方案;運動控制、人工智能、機器人軟件算法等平臺化模塊,以及射頻、聲學、電學、729 序號序號 企業名稱企業名稱 主營產品主營產品 專利申請總量專利申請總量 光學等各項功能技術模塊 2 珠海越亞 封裝基板(含有機封裝基板、芯片嵌入式封裝基板
202、、被動元件嵌入式封裝基板、玻璃封裝基板等)和半導體模組、半導體器件 319 3 歐比特 航空航天、工業控制等領域的高可靠嵌入式 SOC 芯片類產品、系統集成類產品 217 4 光庫科技 隔離器、耦合器、環行器、合束器、波分復用器、復合型器件等全系列光無源器件 204 5 任馳光電 分布式光纖溫度傳感、分布式光纖振動傳感、光纖光柵傳感、光譜吸收氣體傳感、光纖地震傳感、光纖水聽等多種設備系統 69 6 晶訊聚震 WiFi 2.4、n40、n41、n77/78/79、B42、B43、B47、WiFi6LB/HB、WiFi6E/7、WiFi7UWB、雙工器、多工器等大帶寬、大功率、高頻率濾波器等產品
203、26 7 映訊芯光 1550nm 波段的窄線寬、快速掃頻FMCW 激光模塊;FMCW 激光雷達光學引擎;窄線寬、大范圍波長可調半導體激光器;窄線寬、無跳模寬范圍波長掃描半導體激光器;窄線寬、高功率 DFB 半導體激光器,以及 SOA 半導體光學放大器等 9 8 奇芯光電 PIC(光子集成)芯片、器件、模塊及子系統 7 出臺相關惠企政策。出臺相關惠企政策。政府可出臺相關的稅收優惠、財政補貼等,助力本土企業發展。尤其對于中小微企業來說,本身公司現金流難以維持高額的研發費用,急需資金支持,可提供相應的質押融資支持政策,降低企業融資成本。鼓勵企業提升自主創新能力。鼓勵企業提升自主創新能力。建立以企業為
204、核心、產學研緊密合作的機制,支持和引導企業成為技術創新活動的主體,支持企業組建各種形式的戰略聯盟;在關鍵領域形成具有自主知識產權的核心專利和技術標準;建設高新技術創業服務中心、大學科技園等各類企業“孵化器”;建立健全知識產權激勵和知識產權產易制度,支持企業大力開發具有自主知識產權的關鍵技術。財力薄弱是企業自主創新中一 個普遍性問題,進一步加大財政撥款力度,增加科技三項經費額度,引入風險投資機制,構建有效的收益共享、風險共擔、共謀發展的利益激勵機制和風險約束機制,引導企業、科研機構、大專院校采取合資合作、技術轉讓,以有形資產無形資產入股等形式籌集技術創新資金;籌辦設立各類激勵企業自主創新的專項基
205、金,集中用于重點企業和重點產品的技術投入,為企業自主創新提供廣闊的資金籌集渠道;總之,政府要以企業項目為依托,增加財政支持基數,予以連續經費扶持和重點服務,確保產業的技術創新成果掌握在企業自己手中,并促進本地企業進一步規?;?。5.2.2 區域外企業創新主體引進、合作建議區域外企業創新主體引進、合作建議 珠海市光芯片產業頭部創新主體數量較少,重點申請人專利申請數量規模也比較小,相比于全球、全國龍頭企業,存在較大差距,且珠海光芯片產業專利申請人以企業為主,大專院校及科研單位占比較低。高校/科研院所作為產業的探索者,專利實力相對較高,而國內高校和科研院所的相關技術研發實力雄厚,因此,在本地缺乏與光芯
206、片產業科研路徑相匹配的高校/科研院所時,珠海光芯片企業可積極尋求與外地高校/科研院所合作,以根據企業的技術需求,在新產品開發、新工藝技術的研發創新上予以助力,推動企業科技進步,促進企業良好發展。通過互通信息,實現深度資源共享,以“產、學、研”相結合的道路,實現合作共贏。下表 5-2 所列高校和科研院所,均為光芯片產業關鍵技術領域的頭部單位。建議珠海市在招商引資時,可以優先考慮下表涉及單位進行產學研合作。表 5-2 創新主體引進與合作高校及科研單位建議名單 一級分支一級分支 申請人申請人 合作專利數量合作專利數量 設計 華中科技大學 9 南昌大學 8 深圳清華大學研究院 8 東南大學 5 清華大
207、學 5 制造 浙江大學 14 中國科學院上海微系統與信息技術研究所 11 南昌大學 11 一級分支一級分支 申請人申請人 合作專利數量合作專利數量 上海應用技術大學 10 深圳清華大學研究院 7 封裝 上海交通大學 12 華中科技大學 11 清華大學 11 電子科技大學 11 中國船舶重工集團公司第七一六研究所 10 測試 清華大學 17 哈爾濱工業大學 16 華中科技大學 12 深圳清華大學研究院 9 南京航空航天大學 8 通過本報告第二、第三章節中對光芯片產業中的全球重點創新主體以及中國重點創新主體情況進行分析,本小節整理出可適用于本地引進或合作的企業/科研單位創新主體名單。通過圍繞設計、
208、制造、封裝、測試等不同技術方向,提供創新主體引進、合作名單,以通過引進、合作的方式達到優化珠海市光芯片產業自身鏈條的目的。表 5-3 創新主體引進與合作單位建議名單 技術方向技術方向 國外主體參考國外主體參考 國內主體參考國內主體參考 設計 Sumitomo 住友、Fujitsu 富士通、Lumentum 魯門特姆、Ixblue、Eospace、精工愛普生、三星電子 源杰科技、長光華芯、華慧芯、縱慧芯光、鈮奧光電、佛山國星光電、中國科學院半導體研究所、西安炬光科技、重慶康佳光電 制造 華工科技、長光華芯、仕佳光子、騰景科技、臺積電、佛山國星光電、中國科學院半導體研究所、西安炬光科技、重慶康佳光
209、電、寧波舜宇光電 封裝 源杰科技、炬光科技、凱普林、臺積電、日月光半導體、大族激光、盛合晶微半導體 測試 華工科技、中科院上海光學精密機械研究所 5.3 區域創新人才支持、培養或引進、合作建議區域創新人才支持、培養或引進、合作建議 通過本報告 3.3 章節中對中國光芯片產業中的重點創新人才情況進行分析,本小節整理出可用于本地化的研發人才,從而構建出適合此領域發展的創新人才庫,作為未來技術創新過程中的重要培養支持對象。當前,珠海市光芯片產業的研發工作以企業為主導,企業創新主體占比達到全市專利申請總量的 93.1%,大專院校及科研單位占比合計僅有 3.6%,整體產業市場化程度高,建議珠海市加強產業
210、未來技術路線的基礎研發工作。從創新人才所在主體的類型角度來看,中國主要的研發力量來源于科研院所和高等院校,這些創新主體中也出現了一大批優秀的技術研發人才,這些研發人員技術創新活動較多,對業界最新技術把握的及時性優勢明顯,在基礎研發中具有前瞻性的優勢,但目前珠海市大專院校及科研單位的技術研發人才相對缺乏。因此,建議珠海市企業積極引進國內其他科研單位及高校院所的創新人才,具體如下表所示。表 5-4 中國重點申請人創新人才情況 序號序號 發明人發明人 專利數量專利數量 所屬單位所屬單位 1 譚久彬 79 哈爾濱工業大學 2 祝寧華 73 中國科學院半導體研究所 3 占小紅 69 南京航空航天大學 4
211、 段吉安 66 中南大學 5 張明江 60 太原理工大學 6 肖榮詩 58 北京工業大學 7 陳彥賓 57 哈爾濱工業大學 8 李雪 53 中國科學院上海技術物理研究所 9 王立軍 53 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 10 王智勇 52 北京工業大學 表 5-5 中國光芯片產業一級分支重點申請人創新人才情況 一級分支一級分支 發明人發明人 所屬單位所屬單位 專利數量專利數量 設計 王智勇 北京工業大學 25 華芯半導體科技有限公司 4 嘉興大合激光設備有限公司 2 陳浩 軍事科學院系統工程研究院網絡信息研究所 13 海南師范大學 7 一級分支一級分支 發明人發明人 所屬單位所屬單位
212、專利數量專利數量 江蘇師范大學 2 張新宇 華中科技大學 25 王云才 太原理工大學 22 廣東工業大學 3 高松信 中國工程物理研究院應用電子學研究所 21 中久光電產業有限公司 4 制造 張大明 吉林大學 37 長春市華信科瑞光電技術有限公司 5 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 1 房永征 上海應用技術大學 26 浙江億米光電科技有限公司 4 寧波朗格照明電器有限公司 3 李雪 中國科學院上海技術物理研究所 19 無錫中科德芯光電感知技術研究院有限公司 4 王廷云 上海大學 25 張巍 清華大學 19 封裝 占小紅 南京航空航天大學 65 哈爾濱工業大學 2 揚州東升汽車零部件股份
213、有限公司 2 肖榮詩 北京工業大學 56 蘇州菲鐳泰克激光技術有限公司 2 藍星(北京)化工機械有限公司 2 陳彥賓 哈爾濱工業大學 51 哈爾濱工大焊接科技有限公司 6 湖北三江航天紅陽機電有限公司 1 陳俐 中國航空制造技術研究院 37 中國航空工業第一集團公司北京航空制造工程研究所 12 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所 3 雷正龍 哈爾濱工業大學 42 哈爾濱工大焊接科技有限公司 4 測試 譚久彬 哈爾濱工業大學 72 哈爾濱工業大學高新技術開發總公司 2 成都衛瀚科技合伙企業(有限合伙)2 潘時龍 南京航空航天大學 45 蘇州六幺四信息科技有限責任公司 3 南京航空航天大學
214、蘇州研究院 1 張明江 太原理工大學 39 南京曉莊學院 2 山西宇光電纜有限公司 1 一級分支一級分支 發明人發明人 所屬單位所屬單位 專利數量專利數量 王超 哈爾濱工業大學 18 中國科學院國家空間科學中心 8 長春理工大學 3 楊軍 哈爾濱工程大學 14 廣東工業大學 14 北京無線電計量測試研究所 2 5.4 區域技術發展路徑及合作建議區域技術發展路徑及合作建議 5.4.1 珠海市產業技術發展突破口和路徑建議珠海市產業技術發展突破口和路徑建議 強化產業基礎能力建設,組織企業開展技術攻關強化產業基礎能力建設,組織企業開展技術攻關 在光芯片產業中,制造業屬于產業支撐技術,對產業鏈的縱向發展
215、具有一定的帶動作用。其中,襯底價值量最高(原材料成本 1/3 以上),主要指 InP/GaAs 等材料經提純、拉晶、切割、拋光、研磨制成單晶體襯底即基板,這是光芯片規模制造的第一個重要環節?;逯圃斓募夹g關鍵是提純,當前能實現高純度單晶體襯底批量生產的全球僅有幾家企業,均為海外企業。外延技術壁壘最高,生產企業用基板和有機金屬氣體在 MOCVD/MBE 設備里長晶,制成外延片。外延片是決定光芯片性能的關鍵一環,生成條件較為嚴苛,因此是光芯片行業技術壁壘最高環節。然而,當前珠海市光芯片產業制造技術較為薄弱,專利持有量少,是當前珠海市光芯片產業的短板,而光芯片產業制造技術創新需要長期大量的投入人力財
216、力。而 2023年 1 月,廣東博泰半導體有限公司首席宣布將投資 15 億元建設光芯片設計制造基地項目,在珠海打造光芯片完整產業鏈實體。因此,建議組織珠海市光芯片產業領頭企業、核心企業聯合博泰半導體有限公司等具有設計制造基礎能力建設的企業參與“卡脖子”攻關。針對產業鏈各環節的重難點技術、關鍵技術進行攻關,具體可以引進與合作的方式促進光芯片制造業的發展。組織開展專利微導航,支撐產業技術攻堅組織開展專利微導航,支撐產業技術攻堅 通過本導航第三章分析可知,全球光芯片產業中,在材料類型方面,硅基以及鈮酸鋰細分技術領域專利數量較多;在工藝流程方面,封裝技術專利數量較多,屬于光芯片產業的重點技術分支。從二
217、級技術分支來看,光芯片制造環節中,光刻技 術以及化學機械研磨技術為該環節的熱點技術;封裝環節中,BOX 封裝相對 COB封裝具有更高的發展熱度;測試環節中,光芯片的光電特性測試為該環境的熱點技術。從專利規模上來看,珠海市在上述重點技術中尚未出現有明顯領先的專利指標數量,盡管封裝技術和測試技術在全國和全省的排名相對比較靠前,均在 30名以內,屬于珠海光芯片產業優勢技術分支,但省內排名也依然未進入前三;而設計技術和制造技術排名更是比較靠后。綜上,對重點產業環節及熱點技術進行匯總,得到珠海市領先或重點產業環節提升方向,如表 5-6 所示,珠海市光芯片產業各創新主體可參考表 5-6 所述的領先或重點產
218、業環節提升方向進行技術研發與升級,進一步鞏固重點產業環節的技術優勢。珠海市光芯片產業在轉型升級中,將面臨上述重點產業環節技術攻關的難題。建議針對表 5-6 重點發展的光芯片技術組織開展專利微導航,聚焦具體的技術和技術難點,從產業及企業的痛點與難點著手,從專利的角度指導企業的技術研發和轉型升級。同時,通過專利微導航,指導企業就具體的技術開展高價值專利培育布局,達到既解決問題也形成專利產出的良性循環。表 5-6 珠海市領先或重點產業環節提升方向 細分領域細分領域 序號序號 熱點技術熱點技術 設計 1 ALL 制造 2 光刻技術 3 化學機械研磨技術 封裝 4 BOX 封裝 測試 5 光電特性測試
219、5.4.2 技術合作與引進建議技術合作與引進建議 一是強化知識產權協同運營,增強市場競爭能力。光芯片產業屬于專利密集、技術密集、資本密集的重點產業,一是建議珠海市建立“政產學研金介用”協同發展平臺,鼓勵和引導國內優秀的高校、科研院所、企業、服務機構、專利運營機構加強資源整合、優勢互補、協同創新、合作共贏,強化高校、科研院所 科技成果的轉移轉化,顯著提升產業技術創新質量和效益。鼓勵珠海市光芯片企業依托“政產學研金介用”協同發展平臺、圍繞關鍵性競爭領域積極開展專利收儲和運營,以專利許可、專利受讓等方式從外部快速引進光芯片產業關鍵技術相關的專利技術,以提升自身技術儲備、助力攻堅克難,以有效防控企業專
220、利風險,增強市場競爭力。二是在粵港澳大灣區合作發展的機遇下,建議珠海市進一步加強與港澳科研資源與創新人才的交流合作,鼓勵港澳地區的國家重點實驗室在珠海市設立分支機構,引進港澳光芯片創新主體落戶珠海,以及利用毗鄰澳門的優勢引進澳門大學、澳門科技大學等相關學科的優秀畢業生來珠就業。5.5 區域專利布局及專利運營的主要目標及路徑區域專利布局及專利運營的主要目標及路徑 5.5.1 專利布局的主要目標及路徑專利布局的主要目標及路徑 珠海光芯片產業創新主體專利申請總量為 363 件,除本國外,僅在世界知識產權組織、美國、歐專局、德國等 4 個國家或地區進行了少量的布局工作。其中,珠海光芯片產業創新主體在美
221、國專利申請共 15 件,占海外專利申請總量的 75%,美國是珠海光芯片產業創新主體在海外的主要布局地;在 EPO、WPIO 以及德國分別布局專利申請 2 件、2 件和 1 件,占海外專利申請總量的 10.0%、10.0%和 5%。整體來說,珠海光芯片產業創新主體的海外專利布局規模較小。從專利質量的相關指標來看,珠海市的發明專利申請數量最多,占比 57.9%,但截至 2022 年 12 月 9 日,全球約有 67.95%的集成電路專利為發明專利,可見相比于全球,珠海光芯片產業發明專利占比偏低,處于中下游水平。珠海光芯片產業中國專利申請共 363 件,專利規模在全國排第 26 位,廣東省第 6 位
222、,排名位于深圳、廣州、東莞、佛山和惠州之后??傮w來看,珠海市光芯片技術創新能力處于全國中等水平,專利競爭能力在國內低于各類一級城市以及低于省內的東莞、東莞及佛山等二級城市,但高于嘉興、溫州等市。而在專利質量方面,珠海光芯片產業大部分專利的權利要求數量在 6 項以上,權利要求撰寫質量較好,但大部分專利的說明書頁數較少,說明書撰寫質量偏低,因此整體的專利代理服務質量穩定性較差?;谏鲜鲋楹J泄庑酒a業專利布局特點,擬實現以下專利布局目標:基于上述珠海市光芯片產業專利布局特點,擬實現以下專利布局目標:持續擴大專利申請規模,促使珠海市光芯片產業專利產出量能夠進入省內第持續擴大專利申請規模,促使珠海市光
223、芯片產業專利產出量能夠進入省內第一梯隊的位置。一梯隊的位置。在全省范圍內縮小與東莞市、佛山市等省內二級城市在光芯片產業的專利數量差距,深耕前沿技術研發,積極挖掘已有技術,探索新型技術路線,為產業升級迭代布局準備。優化專利結構類型,大力培育高價值發明專利。優化專利結構類型,大力培育高價值發明專利。珠海光芯片產業的發明申請類型占比低于全球平均,發明專利相對實用新型專利來說具有更強的專利新穎性和創造性,且專利保護周期長,獲得授權后權利穩定性高,因此具備更高的專利價值,建議珠海市光芯片創新主體需高度重視產業的高價值專利培育與產出情況,企業只有掌握了高價值專利,才能在全球、全國的市場競爭中占據有利位置。
224、尤其當前芯片產品專利訴訟頻發,隨著光芯片市場的不斷升溫,發明專利技術也必然作為市場攻堅的利器。擴張海外專利布局地域版圖,提升海外專利申請規模。擴張海外專利布局地域版圖,提升海外專利申請規模。光芯片屬于專利密集型產業,盡管光探測芯片、25G 以上高速率光芯片仍處于進口替代早期階段,國產光芯片在高端產品領域同國外廠商還有較大差距,但我國光芯片企業已基本掌握 10G 及以下速率光芯片的核心技術,依靠封裝優勢在中低端市場已形成較強影響力,光芯片封裝正是當前珠海市光芯片產業的優勢分支,因此,若要進一步發展珠海光芯片產業的自身優勢,出海勢必為企業擴大企業規模的重要途徑之一,而出海必然將面臨到知識產權的問題
225、,因此建議企業根據市場戰略積極開展海外知識產權布局。珠海光芯片產業創新主體具備海外專利布局意識,但目前海外專利布局數量為 20 件,海外專利布局意識需繼續提升,鼓勵珠海市光芯片企業加大海外專利布局,推動珠海市光芯片產業形成具備國際競爭優勢的知識產權領軍企業。為實現以上目標,具體專利布局路徑建議如下:加大知識產權宣傳力度。加大知識產權宣傳力度。充分利用 4.26 世界知識產權日、科技活動周等活動,加大知識產權宣傳普及力度,提升創新主體負責人的知識產權意識。進而提高珠海市光芯片產業專利申請規模。提供具有產業特點的知識產權技能培訓。提供具有產業特點的知識產權技能培訓。針對企業研發人員、IPR 和專利
226、代 理機構的代理師,結合光芯片產業的實際情況,邀請本領域的資深代理師或本領域的專利審查員,開展具有產業特點的專利撰寫實務、專利挖掘與布局培訓,提高專利撰寫質量。例如,針對光芯片產業專利授權難的問題,從技術交底書撰寫、專利撰寫等角度進行講解,提高專利質量和專利授權率。對取得經濟效益的專利技術進行獎勵。對取得經濟效益的專利技術進行獎勵。鼓勵企業進行專利申請的同時,對已實現商品化、產業化,并取得顯著經濟效益或社會效益的專利技術進行獎勵,把獲取專利作為科技項目立項、評審的重要條件,通過實施科技項目,促使專利技術迅速轉化為生產力,提高產品的市場競爭力。鼓勵企業根據市場戰略開展海外布局。鼓勵企業根據市場戰
227、略開展海外布局。一是廣泛開展海外專利布局相關培訓,幫助企業了解進行海外申請的途徑、費用、時間以及主要國家的專利制度等,提升企業開展海外專利布局的意識;二是依托珠海市知識產權保護中心,為光芯片企業的知識產權發展提供綠色加快通道,幫助光芯片企業的專利技術能夠獲得快速審查,快速實現專利布局,對技術和產品實現快保護強保護;三是鼓勵已進軍海外市場或意欲進入海外市場的企業在目標市場國家和地區進行專利申請,政府層面針對高價值專利海外布局予以資助;四是建立海外專利申請信息化平臺,建立信息渠道,梳理并面向公眾展示海外申請的途徑、費用、時間以及主要國家的專利制度等;開設海外專利申請的服務機構專區,聚集本市、省內、
228、甚至全國范圍內的優質服務機構,幫助企業快速對接優質海外專利申請服務機構。5.5.2 專利運營的主要目標及路徑專利運營的主要目標及路徑 從專利運營情況看,珠海市光芯片產業共有 14 件專利進行了專利運營,占專利總量的 3.86%,略高于中國光芯片產業專利運營水平。由于珠海市光芯片產業專利基數較小,因而在專利運營數量上也出現了數據總量偏低的情況,且各運營方式專利占比相差較小,以專利轉讓為主,大部分重點申請人的專利運營數量最多也僅有 1 件。但從專利運營占比來看,珠海市光芯片產業創新主體的專利運營活躍度已處于國內平均水平以上?;谏鲜鲋楹J泄庑酒a業專利運營特點,擬實現以下專利運營目標:基于上述珠海
229、市光芯片產業專利運營特點,擬實現以下專利運營目標:提升珠海市光芯片產業專利申請量以及專利質量的同時,提升企業專利運營水平,擴大專利運營活動的企業覆蓋范圍,使珠海市光芯片產業專利運營規模數量可以抬升 一個臺階,專利運營率可以進一步提升到 4%以上,達到國內中上游水平。具體專利運營路徑建議如下:開展高價值專利培育布局開展高價值專利培育布局 a.企業層面,提升企業高價值專利培育布局意識,建立貫穿企業研發全過程的高價值專利培育布局流程。高價值專利培育布局體現在貫穿技術研發到專利授權維護全過程的專利導航、專利挖掘、專利布局、專利監理、專利分類分級管理、專利授權管理等所有環節的培育管控。對于重點項目、核心
230、技術、重要產品等開展高價值專利的培育與布局,確定專利布局策略、有條不紊的開展專利申請工作,形成專利網。在研發立項環節,加強專利導航對技術研發的引導和支撐作用,開展立項前的專利導航工作,為技術研發、項目立項提供參考意見。在研發過程中,及時開展專利挖掘、專利布局等工作,培育專利的技術價值、法律價值、經濟價值,充分挖掘研發項目的技術創新點、并經過縝密的布局形成高價值專利及專利組合。在專利申請過程中,加強專利質量監理,包括技術交底書、申請文件、審查意見答復等文件的質量監理,加強對專利申請相關文件質量的把關,制定專利申請相關文件的審核標準,參照標準對專利申請相關文件的撰寫質量進行審核和把關,確保好技術變
231、成好專利。在專利授權管理階段,做好專利的年費管理,及時繳納高價值專利的年費,避免高價值專利因管理失當而失效;以及充分利用珠海市知識產權保護中心等渠道開展快速審查工作加快高價值專利的授權流程。同時,在研發過程、專利申請及專利授權管理過程中開展專利分類分級管理,根據公司產品及技術特點建立專利分類分級標準,對專利申請進行分類和分級,及時標記出企業的高價值專利,形成企業高價值專利庫,為高價值專利的運營夯實基礎。b.政府層面,對于高價值專利予以一定的資金支持,促進企業有意識開展高價值專利培育與布局。政府方面可以研究符合光芯片產業特點和產業發展需要的高價值專利的內涵與定義,針對性制定對高價值專利培育與布局
232、的鼓勵和獎勵政策;將高價值專利納入監控和統計指標,根據監控情況采取相應的措施,鼓勵和促進企業開展高價值專利培育與布局,例如實施培訓、獎勵、資助等。建立珠海市光芯片產業知識產權運營平臺。建立珠海市光芯片產業知識產權運營平臺。建議成立珠海市光芯片產業知識 產權運營平臺,通過高效配置相關產業的人才、技術、資本等資源,夯實產業知識產權運營基礎,進一步促進珠海市知識產權運營工作的創新發展和光芯片產業的高質量發展。舉辦知識產權交易運營對接會。舉辦知識產權交易運營對接會。從珠海市光芯片產業的申請人類型可以看出,企業申請人和大專院校/科研單位申請人分別占比 93.1%和 3.6%,目前個人申請人的專利占比仍有
233、 3.3%,接近大專院校/科研單位的專利產出占比。因此,建議知識產權服務機構積極對接個人權利人,盤活個人權利人中的專利資產,促進專利轉化和實施。建議政府或知識產權運營機構舉辦知識產權運營對接會,深入挖掘市場需求,搭建知識產權供應方和需求方的橋梁,開展精準對接,促進知識產權運營服務光芯片產業的緊密融合。開展知識產權質押融資開展知識產權質押融資“入園惠企入園惠企”行動。行動。珠海市光芯片產業企業大部分為中小企業,甚至有較多為初創企業,面臨資金需求大、融資難等痛點,建議開展知識產權質押融資“入園惠企”行動,以知識產權金融創新促進光芯片產業企業發展。認真落實廣東省及各地市出臺的知識產權質押融資政策,深入園區、企業開展知識產權質押融資相關政策的解讀宣傳,為光芯片產業相關的企業提供知識產權融資服務,支持光芯片產業相關的企業進行知識產權質押融資,積極引導銀企對接,增加企業融資渠道,解決光芯片產業中小微相關企業融資難的問題,助理光芯片產業相關的企業創新發展。