eng
DOI: 10.22184/1992-4178.2022.217.6.72.76
Аналитическая компания Knowmade, занимающаяся исследованием выданных патентов, опубликовала отчет о рынке GaN СВЧ, включающий производство всего спектра продукции: пластин, эпитаксии, транзисторов, СВЧ МИС, корпусированных изделий, модулей и систем на их основе.
Аналитическая компания Knowmade, занимающаяся исследованием выданных патентов, опубликовала отчет о рынке GaN СВЧ, включающий производство всего спектра продукции: пластин, эпитаксии, транзисторов, СВЧ МИС, корпусированных изделий, модулей и систем на их основе.
Теги: developments gallium nitride microwave products market patents production technologies нитрид-галлиевые свч-изделия патенты производство разработки рынок технологии
Китай демонстрирует заметный рост в отрасли СВЧ GaN
Copyright © 2021, Knowmade, перевод В. Кубарев
Аналитическая компания Knowmade (Patent and Technology Intelligence),
занимающаяся исследованием выданных патентов, опубликовала отчет о рынке GaN СВЧ, включающий производство всего спектра продукции: пластин, эпитаксии, транзисторов, СВЧ МИС, корпусированных изделий, модулей и систем на их основе. Компанией были проанализированы более 6 300 патентов, входящих в состав около 3 000 семейств патентов, предоставленных более 500 фирмами. В их числе в 2020 году по сравнению с предыдущим годом появилось около 100 новых игроков.
Данный отчет включает в себя развернутый анализ конкурирующих IP (Intellectual Property – интеллектуальная собственность, ИС) в области технологий разработки и производства нитрид-галлиевых СВЧ-изделий с позиции патентов. В результате данного анализа были получены ответы на следующие вопросы.
● Какова динамика IP в данной области и каковы ключевые тренды в разрезе получения патентов, компаний, стран и технологий?
● Кто является лидером в IP, кто наиболее активен, а кто новичок в этой области?
● Что из себя представляют новые игроки этого рынка?
● Каковы предложения ключевых участников и в чем их приоритеты в разрезе технологий и применений?
● Каков статус запатентованных GaN-технологий и каковы тренды в дальнейшем развитии каждой?
● Каковы стратегические и технологические пути у лидирующих на GaN СВЧ рынке компаний и новичков?
Первое заявление на патент в области GaN СВЧ было подано еще в 1990‑х годах. Затем вплоть до 2004 года был заметен спад в активности подачи заявлений в этой области, а, начиная с 2015 года, наблюдался ее значительный рост. В настоящее время динамика IP определяется двумя основными факторами:
Получение патентов Китаем в области GaN СВЧ возросло начиная с 2015 года (рис. 1). За последние пару лет наблюдается заметное увеличение числа патентов из Китая, получаемых новыми компаниями. В 2019–2020‑х годах китайские компании уже представляли более 40% от общего числа подающих на патенты (при этом у компаний США – 23%, Японии – 10%, Европы – 3%).
Рост числа GaN-патентов из Китая отражает более общую тенденцию: страна постепенно переходит от производственной к инновационной экономике. Эта тенденция также отражает текущую ситуацию в радиочастотной отрасли: на китайском рынке наблюдается взрывной рост спроса на коммерческие приложения для беспроводной связи, а китайские компании уже разрабатывают телекоммуникационные сети следующего поколения. Более того, как следствие торговой войны между США и Китаем, многие китайские компании занимаются разработками СВЧ GaN для инфраструктуры 5G внутри страны.
В общем количестве накопленных патентов СВЧ GaN в настоящее время доминируют американские и японские компании: Wolfspeed, Fujitsu, Sumitomo Electric, Mitsubishi Electric, Intel, MACOM, Toshiba, Qorvo и Raytheon (рис. 2). Конкуренция в сфере интеллектуальной собственности была сильнее в США, о чем свидетельствует гораздо большее количество выданных патентов (1200+) по сравнению с Китаем (640+), Японией (440+) и Европой (250+). Однако в настоящее время патентная деятельность сосредоточена в Китае.
Wolfspeed имеет более сильную позицию в области интеллектуальной собственности, благодаря многочисленным фундаментальным патентам, особенно для технологии GaN-on-SiC. За последние пять лет патентная деятельность компаний Cree, Sumitomo Electric и Toshiba снизилась. Эти лидеры в области интеллектуальной собственности разработали обширные портфолио патентов, охватывающих широкий спектр узлов СВЧ GaN-изделий. Снижение активности IP может быть признаком их уверенности в надежном накопленном портфеле патентов СВЧ GaN.
Intel и MACOM значительно увеличили свою активность в области интеллектуальной собственности с 2017 года, особенно в отношении технологии GaN-on-Silicon. В настоящее время Intel является самым активным патентным заявителем в области СВЧ GaN с рекордно высоким уровнем активности патентования новых изобретений за последние пару лет, что может в будущем опередить Sumitomo Electric, Fujitsu или Wolfspeed в области ИС.
В Китае CETC и Сидяньский университет ведут самую плодотворную изобретательскую деятельность. Другие игроки, такие как HiWafer, Dynax, Hanhua и ведущие государственные исследовательские организации Китая UEST, IMECAS, SCUT и Институт полупроводников, создали значительные портфолио патентов в области СВЧ GaN, при этом на рынок IP выходит много новых участников: Boxin, Reactor Microelectronics, TUS – Semiconductor, Hatchip, Nexgo, Bosemi, HC Semitek, A-INFO, RDW, Chippacking, China Mobile, Gaxtrem и др. «Рост интеллектуальной собственности в Китае следует воспринимать серьезно, поскольку он меняет ландшафт, в котором работают международные компании», – говорит Николас Барон, генеральный директор и соучредитель компании Knowmade.
В то время как Китай уделяет большее внимание количеству, а не качеству, многие патенты СВЧ GaN от ведущих китайских организаций соответствуют международным стандартам качества (CETC, Xidian University, HiWafer, Dynax и т. д.). Кроме того, некоторые китайские компании с глобальными амбициями подают или приобретают патенты в странах за пределами Китая (Dynax, Hanhua, Zhuhai Crystal Resonance, ZTE, Huawei, CCT, Nexgo).
Иностранные компании также все чаще обращаются за патентной защитой в Китае (Mitsubishi Electric, NXP). Для местных или иностранных предприятий, работающих в Китае, это увеличивает риск нарушения патентных прав, которыми также становится трудно управлять.
Европейские игроки в СВЧ-области Thales, BAE Systems, Infineon, Ampleon, Ericsson и др. играют незначительную роль в текущей динамике СВЧ GaN IP. На Тайване ведущие фаундри предприятия (Foundry Service) Win Semiconductors, TSMC и GlobalWafers первыми появились на рынке СВЧ GaN IP в середине 2010‑х годов, за ними к 2018 году последовали другие, такие как VIS и Wavetek. Южнокорейские компании не очень активны с точки зрения подачи патентных заявок. В последнее десятилетие Корейский научно-исследовательский институт электроники и коммуникаций ETRI ежегодно подавал по несколько новых патентов. В 2016 году RFHIC приобрела у Element Six патенты, связанные с техпроцессом GaN-на-алмазе, а совсем недавно наблюдалось появление патентов у компаний Wavice, U-Tel и Wavepia.
За последние несколько лет уровень развития обхода всех технологических и производственных ограничений для устройств СВЧ GaN был впечатляющим. «В последнее время активизируются разработки в области IP по темам, находящимся далее по цепочке создания стоимости, для решения производственных и технологических проблем, связанных с разработкой СВЧ МИС, корпусированием, радиочастотными схемами и модулями / системами. Ожидается, что эта тенденция будет усиливаться по мере того, как более зрелые СВЧ-изделия будут использовать технологию GaN», – утверждает Николас Барон. Текущая патентная деятельность предполагает, что проблемы производства и технологии все еще нуждаются в новых решениях для монолитной интеграции различных полупроводниковых радиочастотных устройств, для управления температурным режимом на уровне взаимодействия эпитаксиальных слоев, для монтажа полупроводниковых устройств в корпусе, для решения вопросов линейности на уровне полупроводниковых устройств и схем, обеспечения защиты, согласования и компенсации искажений на схемотехническом уровне.
В этом выпуске аналитики Knowmade подробно описывают рынок IP СВЧ GaN и последние известные патенты, связанные с техпроцессами GaN-на-SiC, GaN-на-кремнии, GaN-на-алмазе и GaN-на-сапфире. Они анализируют и описывают развитие IP, связанное с ВЧ-транзисторами (HEMT, HBT, E-mode и т. д.), ВЧ-диодами (варакторы, RTD, IMPATT и т. д.) и радиочастотными акустическими волновыми устройствами (SAW, TC-SAW, FBAR, BAW-SMR). Кроме того, отчет включает раздел, посвященный патентам, связанным с СВЧ МИС на основе GaN. В целом, аналитики в области интеллектуальной собственности выделяют патенты, связанные с производственными и технологическими проблемами, которые по-прежнему представляют интерес для игроков в области интеллектуальной собственности (тепловыделение, монолитная интеграция, линейность, согласование импеданса и т. д.) и / или нацелены на частотные диапазоны миллиметровых волн и телекоммуникационные приложения 5G (рис. 3).
Рынок СВЧ GaN переживает впечатляющий подъем, в основном, благодаря телекоммуникационным и оборонным применениям. Маркетинговая компания Yole Développement прогнозирует рост рынка СВЧ GaN с 740 млн долл. в 2019 году до более чем 2 млрд долл. к 2025 году при среднегодовом темпе роста 12%. По мнению рыночных аналитиков, и пандемия COVID‑19, и нарастающий конфликт между США и Китаем начали менять ландшафт мировой полупроводниковой промышленности. Однако вспышка вируса, вероятно, будет иметь меньшие последствия для развертывания изделий на основе GaN. Цели ведущих китайских операторов связи в области строительства 5G остаются неизменными, и разработки в этой области продолжаются. Кроме того, американо-китайский конфликт, вероятно, окажет положительное влияние на развитие как азиатских производств и фаундри-фабрик, так и европейских игроков.
Патентная деятельность, связанная с GaN, плодотворна; все больше участников выходят на арену, и ландшафт GaN IP развивается. С одной стороны, некоторые стартапы и компании, специализировавшиеся исключительно на GaN, продолжают искать многообещающие возможности для бизнеса и развивают смежные направления GaN IP, предназначенные не только для радиочастотных приложений, но и для силовой электроники. С другой стороны, СВЧ-компании, не работавшие с GaN, и OEM-производители стремятся занять лидирующие позиции в области СВЧ GaN, разрабатывая патенты, заявляющие об использовании технологии GaN в ВЧ-модулях / системах.
В настоящее время существует множество компаний с пересекающимися портфелями патентов как по области применения, так и по территории, достаточно выданных патентов по всему миру, которые решают большинство технологических проблем во всей цепочке производства. Таким образом, свобода действий участников рынка сокращается, и можно ожидать сложные лицензионные и юридические баталии вскоре после того, как СВЧ GaN устройства поступят на массовые коммерческие рынки. Теперь возникают вопросы: будет ли китайская интеллектуальная собственность определять будущее индустрии СВЧ GaN? И кто из держателей патентов станет лидерами в СВЧ GaN-мире 5G после COVID‑19?
Knowmade выпускает этот новый отчет о патентной среде СВЧ GaN, чтобы предложить дополнительный обзор конкурентной среды СВЧ GaN и ее эволюции посредством патентной деятельности. В этом отчете аналитики Knowmade дают глубокое представление о портфелях интеллектуальной собственности и стратегиях ключевых игроков СВЧ GaN и новичков, а также освещают стратегические и технологические пути развития для технологий СВЧ GaN. В течение всего года команда Knowmade исследовала патентную деятельность, связанную как с GaN, так и с СВЧ, чтобы получить глубокое представление об эволюции технологии и интеллектуальной собственности, а также об их потенциальном влиянии на бизнес. Это издание 2020 года является частью сборника анализов GaN и СВЧ, включая патентный ландшафт GaN-on-Silicon 2020, патентный ландшафт по силовым решениям GaN 2019 и патентный ландшафт по ПАВ-фильтрам 2019. Патенты и технологии СВЧ GaN также отслеживаются и анализируются в общем сборнике по силовым и СВЧ GaN-изделиям, обзоре по СВЧ ПАВ-фильтрам, и анализе СВЧ-усилителей мощности для мобильных устройств. ●
Copyright © 2021, Knowmade, перевод В. Кубарев
Аналитическая компания Knowmade (Patent and Technology Intelligence),
занимающаяся исследованием выданных патентов, опубликовала отчет о рынке GaN СВЧ, включающий производство всего спектра продукции: пластин, эпитаксии, транзисторов, СВЧ МИС, корпусированных изделий, модулей и систем на их основе. Компанией были проанализированы более 6 300 патентов, входящих в состав около 3 000 семейств патентов, предоставленных более 500 фирмами. В их числе в 2020 году по сравнению с предыдущим годом появилось около 100 новых игроков.
Данный отчет включает в себя развернутый анализ конкурирующих IP (Intellectual Property – интеллектуальная собственность, ИС) в области технологий разработки и производства нитрид-галлиевых СВЧ-изделий с позиции патентов. В результате данного анализа были получены ответы на следующие вопросы.
● Какова динамика IP в данной области и каковы ключевые тренды в разрезе получения патентов, компаний, стран и технологий?
● Кто является лидером в IP, кто наиболее активен, а кто новичок в этой области?
● Что из себя представляют новые игроки этого рынка?
● Каковы предложения ключевых участников и в чем их приоритеты в разрезе технологий и применений?
● Каков статус запатентованных GaN-технологий и каковы тренды в дальнейшем развитии каждой?
● Каковы стратегические и технологические пути у лидирующих на GaN СВЧ рынке компаний и новичков?
Первое заявление на патент в области GaN СВЧ было подано еще в 1990‑х годах. Затем вплоть до 2004 года был заметен спад в активности подачи заявлений в этой области, а, начиная с 2015 года, наблюдался ее значительный рост. В настоящее время динамика IP определяется двумя основными факторами:
- разработками в Китае;
- смещением ИС далее по цепочке создания добавленной стоимости.
Получение патентов Китаем в области GaN СВЧ возросло начиная с 2015 года (рис. 1). За последние пару лет наблюдается заметное увеличение числа патентов из Китая, получаемых новыми компаниями. В 2019–2020‑х годах китайские компании уже представляли более 40% от общего числа подающих на патенты (при этом у компаний США – 23%, Японии – 10%, Европы – 3%).
Рост числа GaN-патентов из Китая отражает более общую тенденцию: страна постепенно переходит от производственной к инновационной экономике. Эта тенденция также отражает текущую ситуацию в радиочастотной отрасли: на китайском рынке наблюдается взрывной рост спроса на коммерческие приложения для беспроводной связи, а китайские компании уже разрабатывают телекоммуникационные сети следующего поколения. Более того, как следствие торговой войны между США и Китаем, многие китайские компании занимаются разработками СВЧ GaN для инфраструктуры 5G внутри страны.
В общем количестве накопленных патентов СВЧ GaN в настоящее время доминируют американские и японские компании: Wolfspeed, Fujitsu, Sumitomo Electric, Mitsubishi Electric, Intel, MACOM, Toshiba, Qorvo и Raytheon (рис. 2). Конкуренция в сфере интеллектуальной собственности была сильнее в США, о чем свидетельствует гораздо большее количество выданных патентов (1200+) по сравнению с Китаем (640+), Японией (440+) и Европой (250+). Однако в настоящее время патентная деятельность сосредоточена в Китае.
Wolfspeed имеет более сильную позицию в области интеллектуальной собственности, благодаря многочисленным фундаментальным патентам, особенно для технологии GaN-on-SiC. За последние пять лет патентная деятельность компаний Cree, Sumitomo Electric и Toshiba снизилась. Эти лидеры в области интеллектуальной собственности разработали обширные портфолио патентов, охватывающих широкий спектр узлов СВЧ GaN-изделий. Снижение активности IP может быть признаком их уверенности в надежном накопленном портфеле патентов СВЧ GaN.
Intel и MACOM значительно увеличили свою активность в области интеллектуальной собственности с 2017 года, особенно в отношении технологии GaN-on-Silicon. В настоящее время Intel является самым активным патентным заявителем в области СВЧ GaN с рекордно высоким уровнем активности патентования новых изобретений за последние пару лет, что может в будущем опередить Sumitomo Electric, Fujitsu или Wolfspeed в области ИС.
В Китае CETC и Сидяньский университет ведут самую плодотворную изобретательскую деятельность. Другие игроки, такие как HiWafer, Dynax, Hanhua и ведущие государственные исследовательские организации Китая UEST, IMECAS, SCUT и Институт полупроводников, создали значительные портфолио патентов в области СВЧ GaN, при этом на рынок IP выходит много новых участников: Boxin, Reactor Microelectronics, TUS – Semiconductor, Hatchip, Nexgo, Bosemi, HC Semitek, A-INFO, RDW, Chippacking, China Mobile, Gaxtrem и др. «Рост интеллектуальной собственности в Китае следует воспринимать серьезно, поскольку он меняет ландшафт, в котором работают международные компании», – говорит Николас Барон, генеральный директор и соучредитель компании Knowmade.
В то время как Китай уделяет большее внимание количеству, а не качеству, многие патенты СВЧ GaN от ведущих китайских организаций соответствуют международным стандартам качества (CETC, Xidian University, HiWafer, Dynax и т. д.). Кроме того, некоторые китайские компании с глобальными амбициями подают или приобретают патенты в странах за пределами Китая (Dynax, Hanhua, Zhuhai Crystal Resonance, ZTE, Huawei, CCT, Nexgo).
Иностранные компании также все чаще обращаются за патентной защитой в Китае (Mitsubishi Electric, NXP). Для местных или иностранных предприятий, работающих в Китае, это увеличивает риск нарушения патентных прав, которыми также становится трудно управлять.
Европейские игроки в СВЧ-области Thales, BAE Systems, Infineon, Ampleon, Ericsson и др. играют незначительную роль в текущей динамике СВЧ GaN IP. На Тайване ведущие фаундри предприятия (Foundry Service) Win Semiconductors, TSMC и GlobalWafers первыми появились на рынке СВЧ GaN IP в середине 2010‑х годов, за ними к 2018 году последовали другие, такие как VIS и Wavetek. Южнокорейские компании не очень активны с точки зрения подачи патентных заявок. В последнее десятилетие Корейский научно-исследовательский институт электроники и коммуникаций ETRI ежегодно подавал по несколько новых патентов. В 2016 году RFHIC приобрела у Element Six патенты, связанные с техпроцессом GaN-на-алмазе, а совсем недавно наблюдалось появление патентов у компаний Wavice, U-Tel и Wavepia.
За последние несколько лет уровень развития обхода всех технологических и производственных ограничений для устройств СВЧ GaN был впечатляющим. «В последнее время активизируются разработки в области IP по темам, находящимся далее по цепочке создания стоимости, для решения производственных и технологических проблем, связанных с разработкой СВЧ МИС, корпусированием, радиочастотными схемами и модулями / системами. Ожидается, что эта тенденция будет усиливаться по мере того, как более зрелые СВЧ-изделия будут использовать технологию GaN», – утверждает Николас Барон. Текущая патентная деятельность предполагает, что проблемы производства и технологии все еще нуждаются в новых решениях для монолитной интеграции различных полупроводниковых радиочастотных устройств, для управления температурным режимом на уровне взаимодействия эпитаксиальных слоев, для монтажа полупроводниковых устройств в корпусе, для решения вопросов линейности на уровне полупроводниковых устройств и схем, обеспечения защиты, согласования и компенсации искажений на схемотехническом уровне.
В этом выпуске аналитики Knowmade подробно описывают рынок IP СВЧ GaN и последние известные патенты, связанные с техпроцессами GaN-на-SiC, GaN-на-кремнии, GaN-на-алмазе и GaN-на-сапфире. Они анализируют и описывают развитие IP, связанное с ВЧ-транзисторами (HEMT, HBT, E-mode и т. д.), ВЧ-диодами (варакторы, RTD, IMPATT и т. д.) и радиочастотными акустическими волновыми устройствами (SAW, TC-SAW, FBAR, BAW-SMR). Кроме того, отчет включает раздел, посвященный патентам, связанным с СВЧ МИС на основе GaN. В целом, аналитики в области интеллектуальной собственности выделяют патенты, связанные с производственными и технологическими проблемами, которые по-прежнему представляют интерес для игроков в области интеллектуальной собственности (тепловыделение, монолитная интеграция, линейность, согласование импеданса и т. д.) и / или нацелены на частотные диапазоны миллиметровых волн и телекоммуникационные приложения 5G (рис. 3).
Рынок СВЧ GaN переживает впечатляющий подъем, в основном, благодаря телекоммуникационным и оборонным применениям. Маркетинговая компания Yole Développement прогнозирует рост рынка СВЧ GaN с 740 млн долл. в 2019 году до более чем 2 млрд долл. к 2025 году при среднегодовом темпе роста 12%. По мнению рыночных аналитиков, и пандемия COVID‑19, и нарастающий конфликт между США и Китаем начали менять ландшафт мировой полупроводниковой промышленности. Однако вспышка вируса, вероятно, будет иметь меньшие последствия для развертывания изделий на основе GaN. Цели ведущих китайских операторов связи в области строительства 5G остаются неизменными, и разработки в этой области продолжаются. Кроме того, американо-китайский конфликт, вероятно, окажет положительное влияние на развитие как азиатских производств и фаундри-фабрик, так и европейских игроков.
Патентная деятельность, связанная с GaN, плодотворна; все больше участников выходят на арену, и ландшафт GaN IP развивается. С одной стороны, некоторые стартапы и компании, специализировавшиеся исключительно на GaN, продолжают искать многообещающие возможности для бизнеса и развивают смежные направления GaN IP, предназначенные не только для радиочастотных приложений, но и для силовой электроники. С другой стороны, СВЧ-компании, не работавшие с GaN, и OEM-производители стремятся занять лидирующие позиции в области СВЧ GaN, разрабатывая патенты, заявляющие об использовании технологии GaN в ВЧ-модулях / системах.
В настоящее время существует множество компаний с пересекающимися портфелями патентов как по области применения, так и по территории, достаточно выданных патентов по всему миру, которые решают большинство технологических проблем во всей цепочке производства. Таким образом, свобода действий участников рынка сокращается, и можно ожидать сложные лицензионные и юридические баталии вскоре после того, как СВЧ GaN устройства поступят на массовые коммерческие рынки. Теперь возникают вопросы: будет ли китайская интеллектуальная собственность определять будущее индустрии СВЧ GaN? И кто из держателей патентов станет лидерами в СВЧ GaN-мире 5G после COVID‑19?
Knowmade выпускает этот новый отчет о патентной среде СВЧ GaN, чтобы предложить дополнительный обзор конкурентной среды СВЧ GaN и ее эволюции посредством патентной деятельности. В этом отчете аналитики Knowmade дают глубокое представление о портфелях интеллектуальной собственности и стратегиях ключевых игроков СВЧ GaN и новичков, а также освещают стратегические и технологические пути развития для технологий СВЧ GaN. В течение всего года команда Knowmade исследовала патентную деятельность, связанную как с GaN, так и с СВЧ, чтобы получить глубокое представление об эволюции технологии и интеллектуальной собственности, а также об их потенциальном влиянии на бизнес. Это издание 2020 года является частью сборника анализов GaN и СВЧ, включая патентный ландшафт GaN-on-Silicon 2020, патентный ландшафт по силовым решениям GaN 2019 и патентный ландшафт по ПАВ-фильтрам 2019. Патенты и технологии СВЧ GaN также отслеживаются и анализируются в общем сборнике по силовым и СВЧ GaN-изделиям, обзоре по СВЧ ПАВ-фильтрам, и анализе СВЧ-усилителей мощности для мобильных устройств. ●
Отзывы читателей
