大功率GaN基HEMT的专利申请趋势分析

大功率GaN基HEMT的专利申请趋势分析

武树杰 李娟娟 国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心

电子信息技术是20世纪末兴起的技术，是21世纪技术的制高点，其中以HEMT（High Electron Mobility Transistor：高电子迁移率晶体管）为代表发展最为显著[1]，本文分析其在全球和国内的专利申请情况，研究了全球和国内专利申请量随时间的变化，全球的申请的国家分布，主要的申请人，国内申请国家的分布，国内申请人的分布。

高电子迁移率晶体管；专利申请

引言

GaN与其他的半导体材料相比，其优良的参数决定了其适合制作HEMT器件，GaN基HEMT具有大电流密度、高功率密度、低噪声、良好的频率特性决定了GaN在军用民用两个领域都有广泛的应用前景，GaN基HEMT的单位功率密度是GaAs基HEMT的10倍，可以减小系统尺寸并降低阻抗匹配的难度。

以HEMT、High Electron Mobility Transistor、高电子迁移率晶体管、大功率、高功率为关键词并进行扩展，在DWPI、SIPOABS、VEN、USTXT、EPTXT、WOTXT、CATXT、CNABS、CNTXT相应中英文数据库中进行检索，并将所有的检索结果转库到DWPI中行合并去重，获得全球专利分析[1]。共获得同族合并的专利519项。

1.加标题

全球年申请量变化：GaN基大功率HEMT器件产生于上世纪90年代，总体的申请量呈上升趋势，尽管有的年份略有下降，2008年的下降可能与全球性的金融危机有关，对于与其相关的新能源产业在经济不景气的情况下，减小研发投入是可以理解的，在经济好转的情况后，市场需求很旺盛，研发投入增加，申请量也相应增加，但到2014年开始下降，这可能与GaN基HEMT技术趋于成熟，可改进器件性能的突破不多有关。

2.全球专利状况分析

从GaN基HEMT在全球的专利申请的来源国分布来看，美国处于领先的位置，其次是日本，来自我国的申请处于第三位，紧随其后的是韩国、欧洲、台湾地区。这与国家的科学发展水平密切相关，美国对GaN材料的研究开始的最早，研究的规模最大，这与美国在基础研究方面的投入密切相关。日本是世界上最早制备出GaN基LED和蓝光激光器国家，日本科学家中寸修二因其杰出的贡献获得了2014年的诺贝尔物理学奖，然而其杰出的贡献，却因为日本大公司的职务发明而没有使其得到应有的物质报酬而出走美国，尽管仍然没有改变日本作为GaN材料研究大国的地位，但是科技人员的出走却壮大了美国的公司。

从GaN基HEMT在全球的专利申请的目标国分布来看，从目标国的分布情况来看，美国既是具有众多高校和大公司的技术高地，又是最大市场，再加上美国专利保护的力度，美国自然是最大的目标国。随着中国加入WTO和法治的完善，以及中国作为潜在的大市场和涌现越来越多的潜在竞争对手，成为兵家必争之地，成为第二大目标国也不足为奇。紧随其后的日本，日本在GaN材料和GaN基HEMT器件研发的能力，并且日本在高铁、电力电子功率芯片方面的优势，使得日本成为重要的目标国。相应欧洲、韩国、台湾地区在电子芯片方面的研发能力，使得其成为重要的目标国。通过PCT申请来进入其他国家的专利申请有13件，具有较高的比例，这与PCT申请的优势密切相关。

2.1 国内专利状况分析

GaN基HEMT开始进入我国进行专利申请相对于其他国家略为滞后，但是申请量的增长率很高，在2008年和2010年间呈下降趋势，主要原因是外国申请人大多通过PCT申请或巴黎公约进入我国，因此相对滞后，到2014年也略有下降，这与全球趋势一致。

从主要申请人在我国的专利申请和授权分布来看，排在前列的三家中国机构（西安电子科技大学、中科院、中国电子集团）的申请仅在中国提出；从授权情况上看：克里公司获得最多（17项）授权，排在后边的是西安电子科技大学、中科院、富士通、中国电子集团、住友和西安能讯半导体，从授权上看克里公司的专利申请质量最高，涵盖了较大的保护范围，这是克里公司取得绝对优势的体现。从专利质量上看我国的三家先导申请人的申请量和授权量都很高，由于是高校、科研院所以及军工背景的企业，可见没有形成产业转化。可喜的是西安通讯这家民营企业获得了4项专利授权，该研发团队是由留美归国人员创办的高技术企业，其总部搬迁至苏州，并在西安和南京设置了研发中心，是国内领先的高技术企业。

3.结语

GaN基HEMT器件在通讯、电子、电力、国防等方面具有重要的应用价值和战略价值，对其专利申请在全球和我国的情况进行分析，对产业的发展和引导具有重要的价值，通过前边申请量，申请国家，主要申请人的分析，分析结果表明，美国和日本在专利申请方面具有巨大的优势，我国虽然起步较晚，但是由于国家重视发展很快，但是与先进的国家和公司相比，我们国家的差距还很大，而GaN基HEMT器件又关系到国家安全，以及重大的经济利益，国家应该加大扶植力度和支持。

[1] US 4471366, Daniel Delagebeaudeuf and Trong L. Nuyen, "Field effect transistor with high cut-off frequency and process for forming same".

[2] 姜伟，赖异，蓝娟，王怡轩，徐淑娴，于志辉，赵梅芳，专利分析工作在S系统下的实现，专利审查协作北京中心课题成果，2011.