近日，法國市場研究機構KnowMade最新發布的一份針對碳化矽（SiC）的智慧財產權（IP） 報告顯示，2021 年至2023 年期間，中國參與者披露的SiC發明專利數量增加了約60%，是全球主要國家和地區當中成長較快的，同時也是專利申請量最多的。如果只看2023年，在全球SiC 專利申請當中，超過70% 被都是來自中國實體。

激烈的市場競爭和持續的地緣政治緊張局勢，促進了整個碳化矽供應鏈的專利成長

自2021 年以來，KnowMade 注意到與SiC裝置相關的專利申請活動中有趣的動態。例如，2023 年揭露的SiC發明專利數量比2021 年高出了50% 以上。此外，一些現有專利持有人有效地擴大了其碳化矽發明的覆蓋範圍。隨著SiC 功率裝置在電動車（EV） 中大規模採用的前景，SiC 公司開始在該產業的戰略區域申請越來越多的專利。同時，快速成長的SiC 市場的幾家先驅已經加速了他們的專利活動，預計SiC 產業領域將有許多挑戰者進入（圖1）。事實上，專利可以在競爭激烈的環境中維護SiC 公司的市場地位方面發揮關鍵作用。

如圖1，在全球SiC相關專利擁有者當中，三菱電機無疑是領導者，而從新的SiC專利申請成長來看，DENSO、ROHM、義法半導體、HITACH成長都比較快。

△圖1：專利受讓人在SiC 功率元件專利格局中的智慧財產權領導地位

在中美貿易戰的影響下，在最近的SiC專利申請量增長方面也發揮了積極的作用，推動了眾多企業在全球範圍內（尤其是中國）建立更本地化的SiC 供應鏈。 2019-2023年全球碳化矽專利申請量的年複合成長率高達26%。2021 年至2023 年期間，中國參與者揭露的SiC發明專利數量增加了約60%（圖2），是全球主要國家和地區當中成長更快的，同時也是專利申請量最多的。如果只看2023年，在全球SiC 專利申請當中，超過70% 被都是來自中國實體。

△圖2：功率SiC專利公佈時間線（每年公佈的發明數量）。

實際上，參與SiC 研發活動的中國公司和研究機構的數量也在快速增長，自2022 年以來，中國擁有SiC 襯底專利的公司新增在了超過25個，擁有SiC裝置專利新公司成長了50個。這種密集的本地生態系統使中國能夠快速解決SiC 晶圓產業的自主問題。然而，隨著SiC 晶圓的持續供應過剩，中國在SiC 晶圓市場帶來了激烈的價格競爭，這也為SiC 晶圓供應商提供了更有理由利用其專利來對抗其主要競爭對手。

垂直整合的SiC 公司在整個供應鏈中展示不同的IP 策略

一些 SiC 器件市场参与者正在投入大量资源来建立 SiC 技术的垂直集成制造基础设施。这些公司在 SiC 行业采用了集成器件制造商 （IDM） 商业模式，旨在将 SiC 制造的每个步骤（从材料生长到器件制造和封装）整合到公司内部。有趣的是，对他们在整个供应链中的专利申请活动的比较，凸显了 SiC 技术的 IP 战略差异很大。虽然某些公司严重依赖专利来维护其在市场上的地位，但其他公司并未在整个 SiC 供应链中（SiC衬底、SiC器件、封装和模块、电路和应用）显著发展其专利组合（图 3）。

例如，英飛凌、羅姆、Wolfspeed在整個SiC供應鏈當中都有豐富的專利的佈局。相較之下，Coherent、三安光電、意法半導體、SK集團則主要佈局了SiC基板、SiC元件方面的專利。而Coherent的母公司Ⅱ-Ⅵ的碳化矽專利則主要佈局在SiC裝置、封裝和模組、電路和應用方面。

△圖3：SiC 供應鏈中主要垂直整合IDM 的IP 活性。

報告也指出，這些SiC專利申請的地理分佈也反映了SiC IDM 公司之間的一些差異，突顯了不同市場對每家公司（美國、日本、歐洲、中國大陸、韓國和台灣）的相對重要性。

這就是為什麼在更新的SiC 專利態勢分析中採用的策略之一，包括關注少數主要參與者，如Wolfspeed、Infineon、onsemi、Rohm、SK、STMicroelectronics、Coherent（及其許可方通用電氣），以繪製IP概況，包括其專利組合的各個面向（地理細分、專利的法律地位、技術細分、 時間演變等）。這種方法可以檢測小訊號，例如最近涉及的新區域或新技術領域（超結裝置、溝槽式SiC MOSFET 等）。也就是說，深入研究主要參與者最近的專利申請可以為SiC 公司的路線圖提供有價值的見解。

專利態勢分析：SiC 技術的策略是什麼？

《2024 年SiC 專利態勢》報告的主要目標是描述整個SiC 供應鏈的全球專利競爭。該分析首先確定了整個供應鏈中的主要IP 參與者和申請SiC 相關專利的新來者，從分離SiC 到使用SiC 裝置的電路和系統。重要的是，由於與封裝、模組、電路和應用相關的專利往往涵蓋的不僅僅是單一的半導體技術，因此必須在下游供應鏈中調整選擇範圍（圖4）。

△圖4：SiC 專利選擇和分類的方法。

一旦選擇了SiC 專利，它們就會被放置在SiC 供應鏈的每個部分：SiC 基板（包括塊狀SiC、晶片、生長裝置、精加工、切片、外延片）、SiC 功率裝置、封裝、模組、電路和應用。例如，對於SiC 功率元件，專利分析已分為二極體、MOSFET 和其他SiC 元件。此外，SiC MOSFET 專利已拆分為平面MOSFET 專利和溝槽MOSFET 專利，以便對每項技術進行單獨的IP 競爭分析。分析指出，SiC 專利領域的大多數公司都已將溝槽式MOSFET 整合到其技術路線圖中（圖5），加速了該領域的專利申請。因此，溝槽式MOSFET 最近已成為一個競爭日益激烈的IP 領域。

△圖5：在溝槽式SiC MOSFET 和平面SiC MOSFET 上申請專利的公司。上述比較是基於正在進行的專利申請（包括已授權的專利和正在申請的專利）。

最後，該報告還對SiC 專利組合進行了地理分析，以突出SiC 公司智慧財產權策略中的重要市場。專利受讓人根據其總部所在國家和地區進行劃分，從而能夠研究SiC 技術的當地生態系統。結合這些不同的方法，分析表明，中國公司在國外提交的專利申請數量非常有限（不到5%）。這表明，至少目前，大多數中國公司不打算挑戰中國境外競爭對手的領導地位。

順便說一句，中國政府一直大力鼓勵中國公司的專利申請活動，導致近年來提交了大量專利申請。2023 年全球公佈的SiC 專利申請中，超過70% 被都是來自中國實體。這使得專利分析成為研究中國新興SiC 技術生態系統的有力工具，正如KnowMade先前的報告所示。例如，專利分析被證明對於早期識別新的中國公司、描述他們的技術發展以及解釋他們與其他參與者（如研究機構或外國公司）的關係（專利合作、專利轉讓）非常有幫助。