IGBT领域结终端技术专利分析

周天微

(国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心天津300300)

摘要：IGBT等高压功率半导体器件是电力电子技术的基础和核心，其具有阻断高压的能力，而器件阻断高压的能力主要取决于器件结构中特定的PN结反偏时的击穿电压。为了提高器件的击穿电压，结终端结构应运而生。结终端结构能够较小局部电场，提高表面击穿电压及可靠性[1]。目前主要的终端结构由场限环[2]、场板[3]、横向变化掺杂[4]以及结终端扩展[5]等等，为了了解国内IGBT领域的结终端技术的发展情况，本文作者利用分类号和关键词，对该领域的中国专利申请数据进行了统计分析，下面从申请量变化趋势、区域分布、省市分布、法律状态等多个方面进行分析。

关键词：半导体；专利申请

1.申请趋势

图1显示了我国IGBT领域的结终端技术的专利申请趋势。从图中可以看出，在2000年前处于萌芽状态，申请量很少，结终端技术并未引起行业的足够关注；2001-2009年专利申请量稳步增长；2010-2013年申请量快速增长，2013年达到145件；之后虽然略有下降，但仍然保持较高的申请量，表明结终端技术依然是一项热门技术。国外申请人占比65%，说明了国外申请人对中国市场比较重视。国内申请人占比达35%，说明国内申请人重视结终端技术的本国布局。

图1中国IGBT领域的结终端技术的专利申请趋势

2.申请区域

图2显示了我国IGBT领域的结终端技术的专利申请区域分布，反映了各国家/地区的技术研发实力。从图中可知，该领域的专利申请区域主要为中国、日本和美国，共804件，占总申请量的78%。中国提交的专利申请量最多，为357件，占35%，说明中国在IGBT领域的结终端技术方面有较强的研发实力。其次是日本，为343件，占33%；然后是美国，为104件，占10%；之后是奥地利、德国，这些都是世界上经济较为活跃的国家和地区。

另外，IGBT领域的结终端技术的专利申请中，均为发明申请，没有实用新型，说明发明人希望寻求更长的保护期。国外在华的发明专利申请中PCT占比31%，说明外国公司对结终端技术的专利布局范围较广，并且中国是重要市场。而国内申请的发明专利申请中PCT仅占比1%，说明中国在IGBT领域的结终端技术方面缺乏专利保护意识。

图2申请人专利申请区域/地区

3.省市排名

图3为国内申请人省市的分布图。从各个省市分布来看，四川、江苏、北京、上海、中国台湾和广东的申请量位于前6位。

图3专利申请省市分析

1）四川：

四川的申请量最多。其中电子科技大学的申请量在国内申请人中排名第一。该大学在IGBT方面的研究取得了一定的进展，同时其知识产权意识较高，申请了一批专利。

2）江苏

江苏不仅拥有大量较强研发能力的半导体企业，如无锡华润集团、江苏中科君芯科技有限公司、无锡新洁能、常州中明半导体等，而且同时拥有一些具有较强研发实力的大学，如东南大学、南京邮电大学。IGBT在江苏的发展相对比较活跃。

3）北京

北京的研发主体为大学和科研院所，如中国科学院微电子研究所、中国电力科学院、北京大学。除大学和科研院所外，国家电网和北大方正也涉及不少IGBT的专利申请。

4）上海

上海不仅拥有大量研发能力的半导体企业，如上海华虹NEC、上海联星电子、中芯国际、上海先进半导体等，而且同时拥有一些具有一定研发实力的科研院所，如上海集成电路研发中心、中国科学院上海微系统所等。

5）中国台湾

中国台湾拥有大量研发能力的半导体企业，如台湾积体电路、旺宏电子、茂达电子、联发科、力士科技等。

6）广东

广东的专利申请人以深圳的企业为主，其包括：比亚迪、深圳方正微电子、深圳市力振半导体等。

江苏、北京和上海的专利申请人情况非常类似，申请人既包括较大的企业，还有包括一些中小型企业，同时还有大学及科研机构的技术支撑，因此其综合实力非常强，并且存在产学研相结合的基础。江苏、北京和上海地区的企业可以考虑充分利用自身优势，借鉴大学及科研机构的较强的基础研发实力，依据地缘优势，寻找合适的合作伙伴。在四川，研发主体为大学和科研院所。中国台湾、广东的主要专利申请人则为企业。

4.法律状态

图4反映了IGBT的结终端技术的中国申请的法律状态。首先，可以看出，将近一半的中国专利申请的法律状态处于授权状态，说明该领域的专利申请质量较高，技术发展较快，而处于“未决”状态的专利申请占了33%，这意味着相当大的一部分申请为近年提出，仍然处于审查过程之中。

图4中国专利申请的法律状态

结论：

从目前来看，结终端技术是提高高压半导体功率器件可靠性的重要技术，具有良好的发展前景，中国申请人对该领域的技术也很重视，近年来发展迅速，尤其是以电子科技大学为代表，研发能力很强。但整体来说，中国申请人缺乏海外市场布局和专利保护意识，需进一步加强这方面的意识。

参考文献：

[1]张彦飞，吴郁，游雪兰，亢宝位.硅材料功率半导体器件结终端技术的新发展[J].电子器件.2009,32(3):538-546.

[2]KaoYC,WolleyED.High-VoltagePlanarp-nJunctions[J].Proc.IEEE.1967,55:1409-1414.