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【IC设计】半导体的“刀”

来源:全球半导体观察    原作者:青隐    

刀可以御敌,也可以大杀四方。在半导体等科技领域,专利就像各个企业手中的“刀”。

价值45亿美元的专利

2009年,加拿大北电网络轰然倒地,这个“科技巨人”在人类科技史上烧灼下了永不磨灭的烙印。伴随整个世界走过了两次世界大战,先后生产出了加拿大第一个真空管,第一个有声电影系统、以及各种无线发射机和广播系统,辉煌时期的北电网络,占据全球光纤市场43%的份额,几乎是第二名朗讯的3倍。

图片来源:维基百科

然而,进入新世纪之后,技术路线错误,财务造假,以及两次金融风暴的摧击,让北电网络最终与百年老店咫尺天涯,也让它成为别人砧板上的鱼肉。

北电网络倒下之后,价值最高的是那些数以千计的无形资产。当时北电网络拥有专利超过8000项,等待批准的专利963项,虽然从申请的费用来看,这批专利价值仅2亿美元,但它们代表着北电网络将近100年来研发活动的精髓,是北电网络的核心竞争力。

这些专利是所有竞争对手都无法绕过的,因为它们已经渗透到电信和相关市场,以及互联网的各个环节。根据第三方统计显示,北电网络拥有4G网络105类核心专利中的7类,与高通和索尼处于同等水平,仅次于诺基亚和爱立信,随着北电网络的倒下,这些专利自然成了竞争对手的饕餮大餐。

当年4月,谷歌想要抢占先机,宣布以9亿美元竞购北电网络的6000件专利,消息一出,立刻遭到了十余家科技巨头反扑,在拍卖的最关键时刻,苹果、Intel同时加入战局,导致谷歌的收购计划暂时搁置。

在接下来的三个月里,为了能够吃下北电网络的这一大笔财富,巨头们上演了一出出合纵连横的戏码,最后形成了两个阵营。一方是以苹果与爱立信、黑莓、微软、索尼和易安信组成的“摇滚明星”联盟,另一方是Intel和谷歌组成的“骑警”联盟。

双方进行了激烈的角逐,其中谷歌的三次出价极富戏剧性,第一次报价1902160540美元(布朗常数),第二次出价2614972128美元(梅塞尔-梅尔滕斯常数),第三次出价314159万美元(圆周率),谷歌自以为自己的诚意可以打动北电,但最终铩羽而归,苹果领导的“摇滚明星”联盟以45亿美元拿下了这批专利,按照均价计算,单项专利接近900万美元,这也算是对北电网络百年技术的认可。(值得一提的是最后苹果分到了1024项专利,果然很科技)

图片来源:腾讯科技

这次竞拍北电专利失利也为谷歌埋下了一颗地雷。2016年,苹果的“摇滚明星联盟”起诉了谷歌和包括三星、LG、HTC在内的多家Android厂商,原因是侵犯了北电网络的专利。随后谷歌立刻进行了反诉,斥责对方是“讹诈”。

在商业竞争中,专利不仅仅是企业保护自己的合法武器,也常常被用来阻击竞争对手,尤其是在科技产业,起诉竞争对手侵犯专利以使自身获得更大的市场,已成为惯常手段。

专利杀器

光刻机之王的桂冠,如今戴在ASML的头上,但正如众人所熟知的那样,20年前这项荣誉属于尼康。

尼康成立于1917年,上世纪60年代涉足半导体业务,得益于上世纪80年代日本半导体产业的飞速发展,90年代中后期尼康成为了全球分步投影光刻机市场的龙头,市场份额一度高达60%以上。

图片来源:尼康官网

当时的尼康取得了空前成绩,然而,这个强大帝国却只是昙花一现,刺破泡沫的正是ASML。

2004年ASML与台积电合作推出“浸入式光刻”方案,一举在技术上超越尼康,短短五年时间,ASML就君临天下,振长策而于宇内,而尼康的光刻机开始隐声遁迹,最终泯然众人矣。

破船犹有三分钉,当荣耀不在之时,尼康依然拼尽最后一丝余力,狙击ASML,时间跨度长达20年。

为了增加自己手中的筹码,尼康不断的申请专利,即使在ASML已经掌握技术优势之后,尼康仍然每年提交专利申请300项左右,专利申请到位后的第二步就是反击。

2001年,尼康向美国国际贸易委员会(ITC)提起ASML侵权指控,诉讼提及3项光刻技术专利,面对老大哥的“刁难”,ASML本着来而不往非礼也的商业精神,于次年在美国对尼康提起反诉,双方的官司前前后后打了三年,打到尼康从神坛跌落,ASML意外封王,最终的结果是ASML赢得了名,尼康取得了利。

2004年ITC宣布ASML赢得了官司,但由于担心再次被尼康起诉,ASML和尼康签订了一项专利交叉授权协议,部分专利获得永久授权 ,其余专利的授权日期截止到2009年底,同时在2015年之前,双方不得再相见于法庭。

此外,ASML和蔡司必须向尼康支付1.45亿美元的授权金,从这些条件来看,这场官司更像是尼康赢了。

图片来源:ASML官网

时间来到2016年,ASML已经在光刻机市场高枕无忧,市占率达到90%,而尼康当年光刻机业务亏损达到70亿日元,双方当初的十年之约也已到期,尼康又卷土重来。

2017年,尼康就就浸没式光刻相关11项欧洲专利和2项日本专利分别在荷兰海牙 、德国曼海姆和日本东京对ASML和蔡司提起侵权诉讼 ,而诉讼团队堪称豪华,不仅包括Hogan Lovells律所、Freshfields 律所、还包括 Morrison & Foerster旧金山团队合伙人Jack Londen和日本的大型内部法律团队 。

如此豪华的团队,让尼康胜券在握,按照惯例ASML自然会矢口否认尼康的指控,并且反诉尼康在半导体生产设备、平面显示器和数码相机生产设备上存在超过10项专利侵权,至此,双方进入“扯皮”阶段。

所有的斗争都是有尽头的,只不过时间长短而已,而尼康和ASML又拉锯了三年,这次名义和事实上,都是ASML输了,ASML和蔡司向尼康支付1.5亿欧元,并从最终协议签署当天起,尼康与ASML交换未来十年0.8%沉浸式光刻销售收入。

当一个企业如日中天的时候,那些数以万计的专利往往是最容易被人所忽略的,而当企业或者核心业务开始走下坡路之时,才是这些专利大放异彩之时,北电网络如此,尼康的光刻机也是如此。在尼康的案例中,专利成为尼康以小博大的制胜法宝,是尼康手中的“刀”。

半导体的“刀”

回顾科技产业,类似于ASML与尼康之间的专利纠葛已经屡见不鲜。当年华为在美国对T- Mobile发起专利诉讼,结果作为T-Moblie主要供应商的诺基亚,在同一法庭对华为提起4项专利侵权诉讼,诺基亚一方面希望通过围魏救赵的方式,避免华为与T-Mobile之间的专利诉讼,另一方面也想在电信市场上牵制华为。

此外,三星与苹果的专利战打了8年,高通与苹果也是边做生意边打官司。中微半导体成立后,先后遭遇了应用材料、泛林、Veeco等多家巨头的专利狙击,凡此种种数不胜数,不过中微半导体也向泛林等发起了几起诉讼。

图片来源:天眼查

这些案例的背后,专利既是巨头们保护自身合法权益的武器,也是对抗竞争对手的杀器。甚至有时候专利诉讼可以成为阻碍一家公司上市的绊脚石,或者轻松打掉对手的关键轮融资,专利已经成为一些半导体从业者手上的“刀”,既可以御敌,也可以进攻。

但是,道与魔永远是一对动态平衡,有刀就会有盾。

国产芯的两面盾牌

想要抵御住对方的专利诉讼,一般有两种方式,第一种是通过收购的方式拿下更多的专利,形成自己的专利壁垒,不惧对方的诉讼;第二种就是自己研发更多的专利,甚至可以绕过竞争对手的专利。

在收购专利方面,国际巨头们已经有相当成熟的经验了,比如苹果收购北电网络专利,谷歌收购摩托罗拉专利等,而国内做的比较出色的,包括华为、合肥长鑫等企业。

当年奇梦达在46纳米堆叠式架构上的成功创新成为全行业的宝贵技术财富,后来奇梦达倒在了2008年金融风暴中,奇梦达的海量专利却帮助国产芯实现了大跨步。

2016年长鑫存储创建之初,就从奇梦达收购了数据量2.8万亿字节的1000多万份技术文件,这些文件帮助长鑫存储实现了最初的技术积累。随后合肥长鑫的发展也确实进步神速,2018年7月,合肥长鑫12英寸DRAM项目正式投产电性片,2019年三季度8GB LPDDR4正式投产。

图片来源:长鑫存储官网

在自己研发专利方面,中微半导体之所以能屡次不畏诉讼,主要原因是其有意避过巨头们的专利,重新构建属于自己的专利壁垒。但实事求是而言,虽然我国目前是专利大国,但距离专利强国之路还有一段距离,像中微这样能够屡次在专利诉讼上胜券在握的屈指可数。

根据相关数据显示,2020年美国专利与商标授予了352013项专利,在专利申请Top10中,美国企业占据5席,分别是IBM、微软、Intel、苹果和高通,中国大陆只有华为一家上榜,而在Top 50中,也只有华为和京东方两家企业。

综合来看,在专利方面,大而不强是中国科技的痛点,而全而不强是国产半导体的软肋。

总结

近30年来,中国的科技实现了飞速发展,但在关键技术上如ICT、半导体、光学等领域的水平仍然面临严重不足,根据相关数据统计显示,2015~2017年之间,中国的半导体专利生产水平只有韩国的一半左右,与日本和美国相比,中国并没有实质性的追赶,长期来看,在半导体这条路上中国还有比较长的路要走,不过相信在业界的共同努力下,半导体实现国产化目标指日可待。

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封面图片来源:拍信网