一、中國(guó)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要跨過(guò)“融入市場(chǎng)”與 “自主可控”兩道門檻

1.發(fā)展傳統(tǒng)存儲(chǔ)器是要快速融入市場(chǎng)，是中國(guó)產(chǎn)業(yè) 積累經(jīng)驗(yàn)的探索之路

在目前的存儲(chǔ)體系中，WUM內(nèi)存和1UND閃存占主導(dǎo)地位，產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)整體存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的90%。然而全球市場(chǎng)規(guī)模超700億美元的DRAM市場(chǎng)被韓、美企業(yè)所瓜分，NAND市場(chǎng)也被韓、美、日企業(yè)所瓜分，我國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)嚴(yán)重受制于人。

雖然隨著實(shí)現(xiàn)摩爾定律的腳步放緩，DRAM和NAND技術(shù)發(fā)展都面臨嚴(yán)重瓶頸，但未來(lái)一定時(shí)期內(nèi)仍將占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。因此，我國(guó)此時(shí)發(fā)展傳統(tǒng)存儲(chǔ)器DRAM和NAND可以快速融入市場(chǎng)，積累技術(shù)和人才的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)全面國(guó)產(chǎn)化，縮小和國(guó)外龍頭企業(yè)之間的差距，逐步實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)彎道超車。

2. 發(fā)展新型存儲(chǔ)器是中國(guó)未來(lái)具備技術(shù)獨(dú)立和產(chǎn)業(yè)獨(dú)立的必經(jīng)之路

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能的出現(xiàn)要求容量大、速度快的非易失存儲(chǔ)器。然而在現(xiàn)有的存儲(chǔ)體系中，DRAM雖然數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度快，但容量太小，而且斷電后數(shù)據(jù)丟失。NAND雖然容量大，但訪問(wèn)速度太慢，無(wú)法適應(yīng)新興產(chǎn)業(yè)的需求。在此情況下，基于新的存儲(chǔ)機(jī)理的新型存儲(chǔ)器不斷涌現(xiàn)，目前業(yè)界主要的新型存儲(chǔ)器包括相變存儲(chǔ)器、阻變存儲(chǔ)器以及磁阻存儲(chǔ)器。

對(duì)于上述三種新型存儲(chǔ)器類型，各大存儲(chǔ)器大廠也都在紛紛參與布局，不斷推出產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品及測(cè)試芯片，都希望能在未來(lái)成為存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)新的主導(dǎo)。對(duì)于這些有望在未來(lái)改 變存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)格局的新型存儲(chǔ)技術(shù)，大力加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)投入，逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)自主可控，是我國(guó)未來(lái)具備技術(shù)獨(dú)立和產(chǎn)業(yè)獨(dú)立的必經(jīng)之路。

3.傳統(tǒng)存儲(chǔ)器關(guān)注專利風(fēng)險(xiǎn)防范與化解，新型存儲(chǔ)器關(guān)注專利戰(zhàn)略謀劃與布局

目前我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始投入大量資金和人力用于研發(fā)制造 DRAM和NAND芯片。之前的分析表明我國(guó)NAND產(chǎn)業(yè)存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。在DRAM存儲(chǔ)器領(lǐng)域，各公司之間專利訴訟非常頻繁，相較于國(guó)外DRAM寡頭近萬(wàn)件的專利儲(chǔ)備，我國(guó)企業(yè)的專利儲(chǔ)備相當(dāng)薄弱。

2017年12月存儲(chǔ)寡頭美國(guó)美光已經(jīng)向我國(guó)DRAM企業(yè)發(fā)起訴訟，可見(jiàn)我國(guó)發(fā)展傳統(tǒng)存儲(chǔ)器DRAM 和NAND專利風(fēng)險(xiǎn)的防范與化解迫在眉睫。

另一方面，新型存儲(chǔ)器可能成為未來(lái)產(chǎn)業(yè)新的主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)發(fā)展該產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行。但是，我國(guó)目前在新型存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)投入較少，主要是科研院所進(jìn)行研究，企業(yè)介入程度較低，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程滯后；同時(shí)，新型存儲(chǔ)器類型多，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程各不相同，產(chǎn)業(yè)路徑和模式還不明確。

如何基于國(guó)內(nèi)已有的技術(shù)和人才資源，合理進(jìn)行專利戰(zhàn)略謀劃與布局，在新型存儲(chǔ)時(shí) 代逐步實(shí)現(xiàn)我國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的自主可控是目前亟待解決的問(wèn)題。

二、傳統(tǒng)DRAM存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)化存在風(fēng)險(xiǎn)，需有效化解

1.全球DRAM專利布局基本完成

1）全球?qū)＠暾?qǐng)量達(dá)十萬(wàn)余件，申請(qǐng)由美曰韓主導(dǎo)，技術(shù)步入成熟期

圖1：DRAM全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)

圖1是DRAM全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)圖，可以看出，自上世紀(jì)六七十年代DRAM技術(shù)出現(xiàn)開(kāi)始，DRAM技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了技術(shù)萌芽期，至八十年代進(jìn)入快速發(fā)展期，形成穩(wěn)定的技術(shù)格局。

自本世紀(jì)開(kāi)始，DRAM技術(shù)專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)斷崖式下降， 在2010年左右，該項(xiàng)技術(shù)的申請(qǐng)量有過(guò)短時(shí)間的波動(dòng)，但是整體依然呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。同時(shí)，圖1還顯示出美曰韓三國(guó)企業(yè)歷年申請(qǐng)趨勢(shì)，其與全球整體趨勢(shì)基本一致。

此外，雖然當(dāng)前DRAM主場(chǎng)份額主要由美國(guó)美光以及韓國(guó)三星、海力士占據(jù)，但是就專利申請(qǐng)來(lái)看，曰本企業(yè)仍在布局DRAM專利技術(shù)，以維持在該產(chǎn)業(yè)中的威懾力。

2）國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)平穩(wěn)有降，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人布局力度不足

圖2：DRAM國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

圖2是DRAM國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)趨勢(shì)圖，整體專利趨勢(shì)平穩(wěn)有降。國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人從2000年之后才開(kāi)始進(jìn)行專利申請(qǐng)，且每年專利申請(qǐng)占比較小，布局力度明顯不足。

3）三星、海力士、美光處于領(lǐng)先地位，我國(guó)專利儲(chǔ)備極其薄弱

圖3：DRAM全球重要專利申請(qǐng)人

從全球申請(qǐng)人排名的情況來(lái)看，如圖3所示，DRAM存儲(chǔ)寡頭三星、海力士、美光具有接近萬(wàn)件以上的專利申請(qǐng)，即便已經(jīng)退出市場(chǎng)的廠商依然有至少超過(guò)4000件以上的專利儲(chǔ)備，而國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人專利申請(qǐng)僅在200件以下，專利儲(chǔ)備極其薄弱。

2.專利訴訟一觸即發(fā)，產(chǎn)業(yè)護(hù)航勢(shì)在必行

我國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)處于起步期，與三星起步期相比資金、 政策、人才條件都已經(jīng)初步具備，但缺少來(lái)自DRAM大廠的有效授權(quán)。同時(shí)由于隨著dram技術(shù)趨于成熟，產(chǎn)業(yè)開(kāi)始進(jìn)入到訴訟高發(fā)期，與三星起步期相比，外部環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，圖4給出了專利申請(qǐng)量與訴訟量的對(duì)比情況。

圖4：專利申請(qǐng)量與訴訟量的對(duì)比

隨著時(shí)間的推進(jìn)，包括三巨頭三星、海力士、美光在內(nèi)的國(guó)外存儲(chǔ)器廠商積累了大量專利，而我國(guó)dram產(chǎn)業(yè)由于還處于起步期，專利積累極為薄弱，在產(chǎn)業(yè)進(jìn)入訴訟高發(fā)期的背景下，我國(guó)既未獲得有效技術(shù)授權(quán)，專利儲(chǔ)備又嚴(yán)重不足，難以與巨頭形成交叉許可，因此存在專利風(fēng)險(xiǎn)。

1）我國(guó)將同時(shí)面臨三重專利訴訟風(fēng)險(xiǎn)

DRAM產(chǎn)業(yè)由群雄并起發(fā)展為寡頭壟斷，但是除了三巨頭(三星、海力士、美光）外，退市廠商也持有大量有效專利。如圖5所示，三巨頭在全球存儲(chǔ)器重要市場(chǎng)美國(guó)擁有超過(guò)2000件授權(quán)有效專利，同時(shí)已經(jīng)退出市場(chǎng)的英飛凌、富士通、 IBM、東芝等都持有數(shù)量相當(dāng)可觀的美國(guó)授權(quán)有效專利。

圖5：DRAM美國(guó)授權(quán)有效專利持有人分布情況

另一方面，從訴訟的統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，專利除了成為實(shí)體制造商排擠對(duì)手的武器外，還是NPE攫取利潤(rùn)的工具。由此可知，我國(guó)將同時(shí)面臨來(lái)自三巨頭、退出市場(chǎng)的廠商以及NPE的三重專利訴訟風(fēng)險(xiǎn)。

2）制造技術(shù)和控制技術(shù)訴訟頻發(fā)

圖6：DRAM專利訴訟技術(shù)分支分布

圖6給出了DRAM專利訴訟技術(shù)分支分布情況，可以看出DRAM訴訟中包括半導(dǎo)體制造技術(shù)和控制技術(shù)，其中半導(dǎo)體制造技術(shù)占比30%，控制技術(shù)占比70%，存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)、架構(gòu)和制造工藝是半導(dǎo)體制造技術(shù)的訴訟熱點(diǎn)，占比分別達(dá) 到54%、27%、17%。DDR接口技術(shù)是控制技術(shù)的訴訟熱點(diǎn)，占比達(dá)到58%。

3.制造技術(shù)鳳險(xiǎn)評(píng)估

1）存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)、制造工藝和整體架構(gòu)存在一定數(shù)量的核心專利

對(duì)于常規(guī)的半導(dǎo)體制造技術(shù)，最重要的晶圓芯片內(nèi)部的陣列整體架構(gòu)變化不大，無(wú)電容架構(gòu)雖有專利申請(qǐng)但未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，目前主流產(chǎn)品均采用1晶體管1電容（1T1R）的架構(gòu)，該基礎(chǔ)專利已經(jīng)過(guò)期，架構(gòu)變化嚴(yán)重依賴存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)的變化。

同時(shí)，存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)的演進(jìn)均是為了減小存儲(chǔ)單元面積、增大容量，對(duì)于40nm以下DRAM半導(dǎo)體制造技術(shù)，存在一定數(shù)量的核心專利。

對(duì)于整體封裝架構(gòu)，傳統(tǒng)二維打線封裝架構(gòu)和倒裝封裝架構(gòu)基礎(chǔ)專利均已過(guò)期。對(duì)于目前產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景較廣的三維 DRAM封裝架構(gòu)，雖然三維堆疊封裝架構(gòu)基礎(chǔ)專利已經(jīng)過(guò)期，但是能實(shí)現(xiàn)高帶寬DRAM產(chǎn)品的三維TSV封裝架構(gòu)以及5D/3D封裝架構(gòu)都存在一定數(shù)量的核心專利。

2）40nm以下的核心專利構(gòu)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)

圖7：國(guó)內(nèi)企業(yè)專利布局情況

圖7示出了國(guó)內(nèi)企業(yè)已公開(kāi)專利的技術(shù)分布情況，其中紅色部分是40mn以下制程專用制造技術(shù)，藍(lán)色部分為通用制造工藝。由此可知，未來(lái)主要采用的是40mn以下的制造技術(shù)，對(duì)涉及這些技術(shù)的核心專利申請(qǐng)人進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)， DRAM生產(chǎn)廠商半導(dǎo)體制造核心專利占比達(dá)到66%，風(fēng)險(xiǎn)專利主要被DRAM生產(chǎn)廠商美光、三星、海力士掌握，如圖8所示。

加上H1R的整體架構(gòu)基礎(chǔ)專利已經(jīng)過(guò)期，對(duì)于DRAM大廠而言，當(dāng)前幾乎壟斷了市場(chǎng)，而我國(guó)企業(yè)則屬于新進(jìn)入的競(jìng)爭(zhēng)者，這些DRAM大廠很有可能利用手中的專利武器發(fā)起訴訟從而達(dá)到排除竟?fàn)幷叩哪康摹?/p>

因此這些大廠所掌握的40mn以下的制造技術(shù)和相應(yīng)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)核心專利對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)構(gòu)成較高知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。此外，退出市場(chǎng)的廠商也持有相當(dāng)比例的核心制造技術(shù)專利，其專利風(fēng)險(xiǎn)也同樣不可忽視。

圖8：核心制造技術(shù)專利權(quán)人分布

4.控制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1）DRAM的DDR接口標(biāo)準(zhǔn)必要專利成為訴訟利器

DRAM發(fā)展的歷史上發(fā)生過(guò)大量的專利訴訟，圖9給出了DRAM發(fā)展史上主要的訴訟發(fā)起者的訴訟規(guī)模（訴訟規(guī)模=訴訟專利件數(shù)*被告數(shù)量）排名情況。

圖9：主要訴訟發(fā)起者規(guī)模排名

其中Rambus發(fā)起的專利訴訟規(guī)模最大。對(duì)Rambus涉訴的專利進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，全部的21項(xiàng)專利都屬于DDR接口標(biāo)準(zhǔn)必要專利，其中US7287109B2、US6591353BKUS6470405B2 涉訴規(guī)模最大，被告企業(yè)達(dá)29家。由于標(biāo)準(zhǔn)必要專利的控制力強(qiáng)，取證容易，成為了DRAM領(lǐng)域的訴訟利器。

2）DDR接口標(biāo)準(zhǔn)必要專利已發(fā)展至DDR4

DDR接口從DDR1發(fā)展到DDR4已歷經(jīng)4代，DDR2-DDR4 在DDR1的基礎(chǔ)上引入了 一系列特征從而實(shí)現(xiàn)帶寬的不斷增加和電壓的不斷降低。因此，DDR接口標(biāo)準(zhǔn)必要專利由DDR1 基礎(chǔ)型專利和DDR2-4改進(jìn)型專利構(gòu)成。

3） DDR2-DDR4改進(jìn)型專利構(gòu)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)

由于DDR的基礎(chǔ)專利已經(jīng)過(guò)期，對(duì)DDR2-DDR4改進(jìn)型專利進(jìn)行分析，主要權(quán)利人排名情況如圖10所示。

圖10：DDR核心專利權(quán)利人排名

DDR2-DDR4改進(jìn)型專利主要掌握在現(xiàn)存的DRAM廠商海力士、三星、美光和CPU廠商英特爾手中，占比達(dá)到53%，因此被這些DRAM廠商所掌握的DDR核心專利對(duì)我國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)構(gòu)成了較大的專利風(fēng)險(xiǎn)。此外，已經(jīng)退出市場(chǎng)的廠商、NPE和小型存儲(chǔ)企業(yè)也持有相當(dāng)部分的DDR核心專利，其風(fēng)險(xiǎn)也不可忽視。

5. 建議積極引進(jìn)合作，化解專利風(fēng)險(xiǎn)

1）尋求專利許可，合理控制授權(quán)許可費(fèi)

國(guó)內(nèi)企業(yè)在尋求專利許可時(shí)，應(yīng)通過(guò)談判將授權(quán)許可費(fèi)控制在合理范圍內(nèi)，不應(yīng)超過(guò)該許可費(fèi)最高估值。

2） 尋求核心專利收儲(chǔ)

DRAM歷史上發(fā)生過(guò)專利收購(gòu)的價(jià)格并不統(tǒng)一，但專利的價(jià)值主要取決于市場(chǎng)上是否存在侵權(quán)的產(chǎn)品，同時(shí)這些侵權(quán)產(chǎn)品的侵權(quán)證據(jù)是否容易收集。除此之外，專利許可買賣歷史及價(jià)格、專利的壽命、市場(chǎng)容量以及消費(fèi)需求等也是影響專利價(jià)值評(píng)估的至關(guān)重要的因素。

6.布局核心專利，參與標(biāo)準(zhǔn)制定，化解專利風(fēng)險(xiǎn)

積極布局易于侵權(quán)判定的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)及DDR接口技術(shù)核心專利，跟隨JEDEC標(biāo)準(zhǔn)組織的DDR接口標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)專利布局。

雖然DRAM半導(dǎo)體制造和控制技術(shù)核心專利主要被國(guó)外存儲(chǔ)廠商把控，我國(guó)DRAM企業(yè)仍需要在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)、DDR 接口技術(shù)等易于侵權(quán)判定的專利技術(shù)上積極布局，增加可以進(jìn)行反訴甚至可以主動(dòng)訴訟的專利，即具備進(jìn)攻屬性的專利儲(chǔ)備。

一方面，半導(dǎo)體制造上布局垂直晶體管、杯狀電容、 高K電容、蜂巢電容結(jié)構(gòu)等40nm以下存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)核心技術(shù)。另一方面，如圖11所示>DDR技術(shù)產(chǎn)業(yè)的布局重點(diǎn)是 SRT、ODT、ASR等降低功耗的技術(shù)，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)這些分支的研究和專利布局，最終努力參與DDR接口技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)的制定。

圖11：控制技術(shù)專利布局

三、新型存儲(chǔ)器格局未定，各國(guó)爭(zhēng)先布局

1.全球存儲(chǔ)寡頭加大新型存儲(chǔ)器投入，相變、磁阻、阻變存儲(chǔ)器并行研發(fā)

國(guó)際存儲(chǔ)器巨頭對(duì)新型存儲(chǔ)器體現(xiàn)出了巨大的熱情，紛紛加大研發(fā)投入。如圖12所示，從專利申請(qǐng)數(shù)量上來(lái)看，國(guó)際存儲(chǔ)器巨頭，例如三星、美光、海力士等，均在相變、 阻變、磁阻存儲(chǔ)器上投入了較大的研究力量，布局大量專利。

圖12：國(guó)際存儲(chǔ)器巨頭新型存儲(chǔ)器專利布局情況

2.全球相變存儲(chǔ)器主要分為三大陣營(yíng)，中國(guó)具備一定的研發(fā)實(shí)力

通過(guò)梳理相變存儲(chǔ)器全球技術(shù)發(fā)展路線，發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)材料趨向三元合金材料GST;存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)趨向集成度高的1S1R; 存儲(chǔ)陣列趨向?qū)崿F(xiàn)大容量的垂直堆疊；制造工藝包括光刻、 掩膜等工藝，控制技術(shù)集中在讀寫性能的提高和多值控制。

如圖13，通過(guò)對(duì)相變存儲(chǔ)器的專利按照聯(lián)合申請(qǐng)和轉(zhuǎn)讓的情況進(jìn)行共現(xiàn)分析。根據(jù)專利體現(xiàn)出的關(guān)聯(lián)度并結(jié)合產(chǎn)業(yè)信息，相變存儲(chǔ)器的申請(qǐng)人主要集中為三大陣營(yíng)。

分別是三星和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)組成的三星陣營(yíng)，英特爾、美光聯(lián)合意法半導(dǎo)體和OVONYX組成的英特爾、美光陣營(yíng)，以及以IBM、英飛凌、旺宏電子和奇夢(mèng)達(dá)為代表的IBM陣營(yíng)，當(dāng)然還存在如海力士、東芝等其他研究力量。中國(guó)方面，中科院也與中芯國(guó)際聯(lián)合進(jìn)行研發(fā)，具備一定實(shí)力。

圖13：相變存儲(chǔ)器申請(qǐng)人聯(lián)合申請(qǐng)與許可關(guān)聯(lián)圖

1）英特爾與美光陣營(yíng)善用全球資源，共享優(yōu)質(zhì)人才， 把控核心專利，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先

英特爾與美光密切關(guān)注掌握核心技術(shù)的小型創(chuàng)新型企業(yè)。如圖14所示，1970年英特爾和能源轉(zhuǎn)換裝置公司合作研發(fā)了世界上第一個(gè)256位半導(dǎo)體相變存儲(chǔ)器。1999年，能量轉(zhuǎn)換裝置公司則與美光前副主席建立了新的子公司 0V0NYX。

圖14：莢特爾/美光與其它公司的合作關(guān)系

2000年，英特爾與OVONYX發(fā)表了合作與許可協(xié)議; 2012年美光收購(gòu)破產(chǎn)的能量轉(zhuǎn)換公司，獲得其下OVONYX關(guān)于相變存儲(chǔ)器的所有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

英特爾與美光共享優(yōu)質(zhì)人才，深度合作。如圖15所示，在相變存儲(chǔ)器領(lǐng)域英特爾與美光的主要發(fā)明人存在著大量交叉的現(xiàn)象，這說(shuō)明英特爾與美光進(jìn)行了深度合作研發(fā)。

圖15：英特爾與美光的相變存儲(chǔ)器專利中發(fā)明人的交叉情況

英特爾與美光基于收購(gòu)的原型技術(shù)持續(xù)改進(jìn)，搶占關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。英特爾在存儲(chǔ)材料中全面進(jìn)行布局。在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中，英特爾主要在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)中的控制單元上進(jìn)行深入研究，提出了以雙向閾值開(kāi)關(guān)（OTS)為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)。

在存儲(chǔ)陣列中，英特爾先后在平面堆疊和垂直堆疊上進(jìn)行專利布局，并基于1D1R結(jié)構(gòu)的三維平面堆疊方式為大容量奠定基礎(chǔ)。在存儲(chǔ)材料和存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)相繼得到突破后，英特爾注重制造工藝以及控制技術(shù)的專利布局。

和英特爾的專利布局策略相似，在存儲(chǔ)材料方面，美光同時(shí)在二元合金和三元合金積極進(jìn)行布局。在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)上，基于Ovonyx的雙向閾值開(kāi)關(guān)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，申請(qǐng)雙向閾值開(kāi)關(guān)以及1S1R相關(guān)專利技術(shù)。為了提高相變存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量，美光主要專注于垂直堆疊技術(shù)。

圖16：美光與英特爾收儲(chǔ)OTS核心專利，加以改進(jìn)并實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破

如圖16所示，美光還進(jìn)一步在與英特爾的合作研發(fā)過(guò)程中對(duì)核心專利加以改進(jìn)，進(jìn)行繼續(xù)研發(fā)，布局了多篇OTS選通管改進(jìn)型專利，實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

基于在多個(gè)重要技術(shù)節(jié)點(diǎn)上取得的突破和技術(shù)的全面性，英特爾和美光于2015年率先量產(chǎn)容量為128Gb的相變存儲(chǔ)器一3DXPoint,在新型存儲(chǔ)領(lǐng)域占得優(yōu)勢(shì)。

2）三星關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)研發(fā)受挫，當(dāng)前重新跟隨英特爾、美光腳步

三星僅實(shí)現(xiàn)較小容量的相變存儲(chǔ)器產(chǎn)品。2008年，三星公司基于90nm工藝成功制備了 512Mb相變存儲(chǔ)器芯片，2011年基于58nm工藝制備1Gb相變存儲(chǔ)器芯片，2012年基于20nm工藝制備8Gb相變存儲(chǔ)器芯片，而隨后幾年沒(méi)有在相變存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)更大容量的突破。

三星產(chǎn)品容量受限，后續(xù)緊跟英特爾美光步伐。在相變材料上三星布局較為均勻，在二元合金、三元 金材料中均有布局。在存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)方面，三星的專利技術(shù)主要集中在1T1R以及1D1R結(jié)構(gòu)，并在這兩種結(jié)構(gòu)上廣泛布局，直到2013年開(kāi)始追隨英特爾美光在1S1R結(jié)構(gòu)上有所申請(qǐng)。

三星在2012年以前主要采用了傳統(tǒng)的晶體管或二極管作為相變存儲(chǔ)器的選擇器件，限制了相變存儲(chǔ)器容量的提升。在英特爾與美光宣布3DXPoint技術(shù)實(shí)現(xiàn)了相變存儲(chǔ)器的技術(shù)突破后，三星在2016年以后分別對(duì)3DXPoint的存儲(chǔ)單元、熱絕緣層、0TS控制管等結(jié)構(gòu)布局了一批3DXPoint的外圍技術(shù)。

3）我國(guó)有望實(shí)現(xiàn)大容量相變存儲(chǔ)器

中科院微系統(tǒng)所是我國(guó)相變存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新主體。相變存儲(chǔ)器領(lǐng)域，我國(guó)創(chuàng)新主體的專利申請(qǐng)量排名如下圖所示。中科院上海徽系統(tǒng)與信息所合作中芯國(guó)際研發(fā)生產(chǎn)Kb級(jí)打印機(jī)用相變存儲(chǔ)器芯片，是目前我國(guó)相變存儲(chǔ)器發(fā)展的主要力量。

圖17：我國(guó)相變存儲(chǔ)器申請(qǐng)人排名

中科院微系統(tǒng)所技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)大容量產(chǎn)品，但部分核心技術(shù)被英特爾、美光搶先布局。

中科院徽系統(tǒng)所作為我國(guó)相變存儲(chǔ)器領(lǐng)域申請(qǐng)量排名第一的創(chuàng)新主體，具有深厚的專利技術(shù)儲(chǔ)備，其專利布局特點(diǎn)在于：（1)規(guī)模性：在相變存儲(chǔ)器各技術(shù)分支上均有完備的布局，能夠形成大容量相變存儲(chǔ)器的完整技術(shù)鏈；（2)多樣性：在相變材料等關(guān)鍵技術(shù)分支上具有差異化的布局，具有多種技術(shù)路徑，具有規(guī)避知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)的可能。

但相變存儲(chǔ)器三大核心技術(shù)存儲(chǔ)材料、存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)陣列的基礎(chǔ)專利都牢牢掌握在英特爾和美光手中，釆用上述技術(shù)均會(huì)導(dǎo)致知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。

其中，僅相變材料具有多種可選的獨(dú)立自主技術(shù)路徑，一方面，我國(guó)應(yīng)當(dāng)在自主技術(shù)的基礎(chǔ)上努力尋求專利許可來(lái)發(fā)展相變存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)；同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)加大研發(fā)投入，在結(jié)構(gòu)及陣列技術(shù)領(lǐng)域形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。

3.全球半導(dǎo)體制造企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新研發(fā)主體，共同推進(jìn)阻變存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)化

1）存儲(chǔ)器巨頭美光聯(lián)手索尼，海力士聯(lián)手惠普

如圖18所示，國(guó)外阻變存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是，各大存儲(chǔ)器行業(yè)巨頭已經(jīng)分別生產(chǎn)出各自的測(cè)試芯片，但至今沒(méi)有一家公司實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合， 國(guó)外各大存儲(chǔ)器公司釆用公司合作的方式進(jìn)行阻變存儲(chǔ)的研發(fā)。

具體地，惠普的材料技術(shù)聯(lián)合海力士先進(jìn)的半導(dǎo)體制造工藝，共同實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破；索尼借助美光制造技術(shù)，共同研發(fā)推出16Gb (2GB)阻變存儲(chǔ)器芯片；閃迪和東芝共同 進(jìn)行專利申請(qǐng)，率先推出32GB阻變存儲(chǔ)器測(cè)試晶片； CROSSBAR利用自主研發(fā)結(jié)合中芯國(guó)際的制造力量，產(chǎn)出1TB 存儲(chǔ)器。

圖18：國(guó)外主要公司合作態(tài)勢(shì)

2）中芯國(guó)際合作創(chuàng)新企業(yè)CROSSBAR

CROSSBAR公司借助密歇根大學(xué)盧偉教授團(tuán)隊(duì)的阻變存儲(chǔ)器研發(fā)力量，實(shí)現(xiàn)阻變存儲(chǔ)器快速發(fā)展的同時(shí)，與中芯國(guó)際達(dá)成合作。中芯國(guó)際利用自家低溫BE0L制程，幫助CROSSBAR代工試產(chǎn)阻變存儲(chǔ)器，將多層阻變存儲(chǔ)器單元結(jié)構(gòu)整合至CMOS晶圓之上，正式出樣的40ntn工藝的阻變存儲(chǔ)器芯片實(shí)現(xiàn)級(jí)存儲(chǔ)，是目前阻變存儲(chǔ)器領(lǐng)域離商業(yè)化進(jìn)程最近的產(chǎn)品。

但在與創(chuàng)新企業(yè)CROSSBAR合作過(guò)程中，中芯國(guó)際沒(méi)有在相關(guān)技術(shù)的核心節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行專利布局。

4.全球半導(dǎo)體巨頭聯(lián)合小型創(chuàng)新企業(yè)，共推磁阻存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)化

1）三星收購(gòu)磁阻存儲(chǔ)創(chuàng)新型公司GRANDIS，快速切入磁阻存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)

如圖19所示，三星在2010年轉(zhuǎn)入磁阻存儲(chǔ)器領(lǐng)域，在2018年即將實(shí)現(xiàn)磁阻存儲(chǔ)器（STT-MRAM類型）的量產(chǎn)，三 星短時(shí)間內(nèi)切入磁阻存儲(chǔ)器領(lǐng)域并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的原因之一在于其尋找到合適的收購(gòu)目標(biāo)GRANDIS。通過(guò)收購(gòu)，三星獲得磁阻存儲(chǔ)器（STT-MRAM類型）核心專利一百佘件。

圖19：Grandis 合作以及被并購(gòu)情況

2）制造巨頭格羅方德合作創(chuàng)新主體EVERSPIN，共享專利技術(shù)

Everspin成立于2008年，是一家專業(yè)從事磁阻存儲(chǔ)器研發(fā)的創(chuàng)新型企業(yè)，目前市場(chǎng)上有兩種類型的磁阻存儲(chǔ)器已經(jīng)量產(chǎn)，均為Everspin公司的產(chǎn)品。

如圖20所示，Everspin和半導(dǎo)體制造大廠格羅方德從2014年就STT-MRAM類型磁阻存儲(chǔ)器技術(shù)進(jìn)行合作推動(dòng) STT-MRAM商業(yè)化進(jìn)程，Everspin提供芯片技術(shù)，格羅方德則提供生產(chǎn)線以及制造工藝，并為Everspin注資2900萬(wàn)美元進(jìn)行STT-MRAM 的研發(fā)，二者之間共享所有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

圖20：Everspin 以及格羅方德合作模式

5.小結(jié)

1）國(guó)際存儲(chǔ)巨頭紛紛聯(lián)手創(chuàng)新型科技機(jī)構(gòu)

圖21：國(guó)外相變存器產(chǎn)業(yè)發(fā)模式

如圖21所示，相變存儲(chǔ)器三大陣營(yíng)中的英特爾、美光 陣營(yíng)和IBM陣營(yíng)都釆取研發(fā)型科技機(jī)構(gòu)+存儲(chǔ)器制造廠的合作模式。英特爾、美光通過(guò)合作、并購(gòu)獲取了 OVONYX和能 源轉(zhuǎn)換公司的核心技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)先，同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)專利布局；旺宏電子通過(guò)與IBM進(jìn)行合作， 充分利用兩家企業(yè)的研發(fā)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)聯(lián)合申請(qǐng)大量布局專利。

此外，在磁阻、阻變存儲(chǔ)器領(lǐng)域，該模式也被廣泛采用，如圖22所示。在磁阻領(lǐng)域，三星收購(gòu)了 Grandis，獲取其關(guān)鍵技術(shù)，格羅方德則與Everspin簽署了合作協(xié)議。在阻變領(lǐng)域，中芯國(guó)際則與Crossbar取得了合作，并推出了樣片。

圖22：國(guó)外磁阻、阻變存儲(chǔ)器產(chǎn)模式

在新型存儲(chǔ)器領(lǐng)域，一些研發(fā)型科研機(jī)構(gòu)有能力在技術(shù)上取得突破，但存儲(chǔ)器的制造，甚至僅僅是研發(fā)產(chǎn)品的流片都具有十分高的門檻，因此僅僅靠科研機(jī)構(gòu)無(wú)法讓新型存儲(chǔ)器跨越實(shí)驗(yàn)室與產(chǎn)業(yè)化之間的鴻溝。而對(duì)于存儲(chǔ)器大廠而言，由于新型存儲(chǔ)技術(shù)路線還不明朗，研發(fā)投入巨大且技術(shù)產(chǎn)出成果難以預(yù)計(jì)，研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)大。

因此業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的科研機(jī)構(gòu)均樂(lè)于與存儲(chǔ)器制造廠合作，存儲(chǔ)器制造廠也常常通過(guò)收 購(gòu)、并購(gòu)科研機(jī)構(gòu)，以將原型技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，占據(jù)新的領(lǐng)域高點(diǎn)。

通過(guò)這種合作模式，業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新主體們?cè)谛滦痛鎯?chǔ)領(lǐng)域取得了一個(gè)又一個(gè)的突破，甚至有的已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)大容量新型存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)化，如圖23所示，“研發(fā)型科研機(jī)構(gòu)+存 儲(chǔ)器制造廠”這種模式已成為業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的主流模式。

圖23：新型存儲(chǔ)國(guó)際主流合作模式

依托這種合作模式，存儲(chǔ)器廠通過(guò)專利收儲(chǔ)、聯(lián)合申請(qǐng)等方式，獲取了研發(fā)型科研機(jī)構(gòu)的核心技術(shù)，同時(shí)也增強(qiáng)了自身的專利布局，提升產(chǎn)業(yè)控制力。比如，在三星收購(gòu)Grandis的同時(shí)也收儲(chǔ)了其100余件專利；英特爾和美光在收購(gòu)能源轉(zhuǎn)換公司（ECD)的同時(shí)也收儲(chǔ)其20余件專利，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，并基于收儲(chǔ)專利進(jìn)行進(jìn)一步專利布局；旺宏電子和其合作伙伴IBM也進(jìn)行了100余件專利的聯(lián)合申請(qǐng)， 實(shí)現(xiàn)技術(shù)的互利共贏。

國(guó)際存儲(chǔ)器制造大廠與研發(fā)型科研機(jī)構(gòu)合作的這種方式，迅速搶占專利高地，完善自身布局結(jié)構(gòu)，為今后產(chǎn)業(yè)控制力的較量奠定基礎(chǔ)。

2）我國(guó)初步形成半導(dǎo)體廠聯(lián)合創(chuàng)新型機(jī)構(gòu)的新型存儲(chǔ)研發(fā)模式

在我國(guó)，中芯國(guó)際也開(kāi)始嘗試這種“研發(fā)型科研機(jī)構(gòu)+ 存儲(chǔ)器制造廠”的合作模式，如圖24所示，中芯國(guó)際在三個(gè)存儲(chǔ)器領(lǐng)域均有涉獵，在相變、磁阻、阻變分別與中科院徽系統(tǒng)所、中科院物理所以及國(guó)外企業(yè)CROSSBAR進(jìn)行合作。

但我國(guó)的這種合作模式與國(guó)外相比仍存在一些問(wèn)題。下面將以相變領(lǐng)域中芯國(guó)際和中科院微系統(tǒng)所的合作與英特爾和 0V0NYX的合作進(jìn)行對(duì)比，分析國(guó)內(nèi)合作存在的問(wèn)題。

圖24：中芯國(guó)際新型存儲(chǔ)合作情況

如圖25所示，中芯國(guó)際的申請(qǐng)量?jī)H為英特爾的不足四分之一，獨(dú)立權(quán)利要求特征較多，保護(hù)范圍較小，同時(shí)權(quán)利要求數(shù)量不多，未形成層次化保護(hù)。

圖25：中芯國(guó)際、英特爾專利情況對(duì)比

不僅僅是在專利數(shù)量和質(zhì)量上，在專利布局結(jié)構(gòu)上也有較大的缺失，如圖26所示，中芯國(guó)際的專利布局主要分布在制造工藝，占比近一半，而在存儲(chǔ)陣列和控制技術(shù)方面缺失嚴(yán)重。

圖26：中芯國(guó)際專利布局情況

如圖27所示，在專利數(shù)量上中科院微系統(tǒng)所雖然有一定的積累，但仍僅為0V0NYX的一半不到，在保護(hù)范圍和權(quán)利要求數(shù)量方面也暴露了高校申請(qǐng)專利的短板，保護(hù)范圍小，權(quán)利要求數(shù)量少，未能形成層次化保護(hù)。

圖27：中科院微系統(tǒng)所、OVONYX專利情況對(duì)比

因此，在我國(guó)“研發(fā)型科研機(jī)構(gòu)+存儲(chǔ)器制造廠”的合作模式并未充分地運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，存儲(chǔ)器廠并未真正有效地消化、吸收科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)，并借此完善專利布局，提升產(chǎn)業(yè)控制力。具體表現(xiàn)為存儲(chǔ)器廠和科研機(jī)構(gòu)的專利數(shù)量少、質(zhì)量低、布局結(jié)構(gòu)不合理等。

四、我國(guó)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略規(guī)劃

1.科學(xué)制定分階段知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略目標(biāo)

1）傳統(tǒng)DRAM存儲(chǔ)器采取“防守進(jìn)攻”專利策略

目前存儲(chǔ)寡頭全球擁有超過(guò)萬(wàn)件專利申請(qǐng)，在國(guó)內(nèi)擁有接近400件的專利申請(qǐng)。基于此，為保障我國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)安全，先力求國(guó)內(nèi)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與存儲(chǔ)寡頭企業(yè)在專利上的抗衡，累積專利申請(qǐng)，國(guó)內(nèi)申請(qǐng)總量和有效專利數(shù)量基本與存儲(chǔ)寡頭達(dá)到同一竟?fàn)庴w量。

隨后力求在全球市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與存儲(chǔ)寡頭企業(yè)在專利上的抗衡。增強(qiáng)專利海外布局，力爭(zhēng)在我國(guó)涉及存儲(chǔ)產(chǎn)品的主要貿(mào)易目的地實(shí)現(xiàn)與存儲(chǔ)寡頭專利量達(dá)到同 一競(jìng)爭(zhēng)體量。

2）新型存儲(chǔ)器采取“攻守兼?zhèn)洹睂＠呗?/p>

對(duì)于新型存儲(chǔ)器，我國(guó)必須從現(xiàn)在開(kāi)始有計(jì)劃地進(jìn)行戰(zhàn)略專利儲(chǔ)備。

2.多措并舉，提升關(guān)鍵技術(shù)專利質(zhì)量，培育高價(jià)值專利

通過(guò)加強(qiáng)地方專利申請(qǐng)扶持政策的方向性引導(dǎo)、強(qiáng)化專利質(zhì)量監(jiān)控和反饋等多種方式培育dram、新型存儲(chǔ)器高價(jià)值專利。

重點(diǎn)培育涉及dram易于侵權(quán)判定技術(shù)、高帶寬產(chǎn)品封 裝架構(gòu)的高價(jià)值專利；重點(diǎn)培育新型存儲(chǔ)核心技術(shù)分支的高價(jià)值專利。

3.引導(dǎo)建立我國(guó)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟，應(yīng)對(duì)專利風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)控制力

引導(dǎo)建立我國(guó)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聯(lián)盟，通過(guò)聯(lián)盟應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。力爭(zhēng)在未來(lái)的新型存儲(chǔ)時(shí)代確立知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟完成從“風(fēng)險(xiǎn)防御”階段向“產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)”階段轉(zhuǎn)型。