專利視角下我國光刻技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析

黨思宇 孫曉雅

核心技術(shù)的發(fā)展定離不開現(xiàn)代社會(huì)數(shù)字信息產(chǎn)業(yè)，而信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步則離不開微電子技術(shù)，微電子技術(shù)也叫作半導(dǎo)體集成電路芯片制造技術(shù)。在芯片生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的技術(shù)就是光刻技術(shù)，光刻技術(shù)是指在光照作用下，借助光致抗蝕劑(又名光刻膠)通過顯影、刻蝕等一系列步驟而將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到基片上的技術(shù)[1]。在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，專利不僅是衡量技術(shù)發(fā)展的重要指標(biāo)之一，也是最重要的戰(zhàn)略資源。本文基于專利分析的視角，運(yùn)用PatSnap 數(shù)據(jù)庫對(duì)我國（除港澳臺(tái)外）光刻技術(shù)領(lǐng)域的專利現(xiàn)狀進(jìn)行相關(guān)的可視化分析，得到結(jié)論，并提出發(fā)展的相關(guān)建議，有助于我國光刻技術(shù)發(fā)展創(chuàng)新，以期為光刻技術(shù)領(lǐng)域人員提供參考。

一、數(shù)據(jù)來源與方法

以智慧芽（PatSnap）全球檢索分析數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)源，該專利數(shù)據(jù)庫深度整合了全球海量的專利數(shù)據(jù)，更新速度及時(shí)，專利信息全面，便于研究人員了解行業(yè)專利發(fā)展情況。筆者調(diào)研了大量與“光刻技術(shù)”主題相關(guān)研究文獻(xiàn)后，參考了毛薦其等學(xué)者[2]的檢索式，對(duì)光刻技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)詞匯細(xì)化，對(duì)其進(jìn)行刪減、合并后進(jìn)行高級(jí)檢索。檢索截止日期為2023 年3 月6 日，以(照相平版印刷品 OR 光刻OR平版印刷OR 光刻技術(shù)OR 微平版印刷OR 掃描儀) AND(鏡頭OR 光致抗蝕劑OR“光掩膜”O(jiān)R duv OR euv OR極紫外線)構(gòu)建檢索式，將檢索國家范圍限定為“中國”，得到檢索結(jié)果68501 條。經(jīng)過同族專利合并及去重后，最終得到42587 條專利結(jié)果。采用文獻(xiàn)調(diào)研法和專利計(jì)量分析法，首先對(duì)國內(nèi)光刻技術(shù)專利和非專利文獻(xiàn)進(jìn)行研究，掌握光刻技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展歷史、當(dāng)今現(xiàn)狀，以及該技術(shù)遇到的瓶頸和發(fā)展趨勢等，根據(jù)專利數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，從而提出提高其競爭力的對(duì)策和建議。

二、結(jié)果分析

（一）地域分布

我國光刻技術(shù)專利主要集中在上海、廣東、江蘇、北京，其專利授權(quán)數(shù)量均為2000 件以上。其中，上海的專利數(shù)量最多為2305 項(xiàng)同族記錄，查詢到上海最為活躍的申請(qǐng)人是中芯國際集成電路制造（上海）有限公司，該公司光刻技術(shù)專利主要圍繞硬掩膜層和晶體管展開。其次是廣東省，專利授權(quán)量為2209 項(xiàng)，專利數(shù)量最多的企業(yè)是華為技術(shù)有限公司，研究領(lǐng)域?yàn)闃O紫外光、光刻機(jī)、光刻系統(tǒng)等。其余省份相關(guān)專利授權(quán)數(shù)量較少，應(yīng)挖掘各省科研潛力。

（二）重點(diǎn)申請(qǐng)人分析

首先，從競爭類型主體來看，專利申請(qǐng)較為集中，企業(yè)是我國光刻技術(shù)專利的主力軍，這說明現(xiàn)在的技術(shù)創(chuàng)新依舊是以企業(yè)為主，產(chǎn)學(xué)研合作體系還未成熟，應(yīng)該加強(qiáng)建設(shè)此體系。光刻技術(shù)專利申請(qǐng)前十的企業(yè)主要分布在上海、北京，其余省份相對(duì)較少。位居榜首的中芯國際集成電路制造（上海）有限公司擁有754 項(xiàng)相關(guān)有效記錄，是相關(guān)專利數(shù)量最多的公司。這表明該企業(yè)對(duì)于光刻技術(shù)研發(fā)能力較強(qiáng)，擁有較為成熟的技術(shù)，其相關(guān)專利研發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用學(xué)科多為半導(dǎo)體、感光材料加工、照相制版加工裝置與電固體器件等。其次是上海微電子裝備（集團(tuán)）股份有限公司，擁有646 項(xiàng)專利族，應(yīng)用領(lǐng)域主要為圖紋面的照相制版工藝等。其余專利申請(qǐng)人的申請(qǐng)數(shù)量較為接近。

（三）技術(shù)領(lǐng)域分布

IPC 分類是目前國際通用的唯一專利文獻(xiàn)分類和檢索工具，它是按照發(fā)明創(chuàng)造的主題為特征進(jìn)行分類的，它也可以顯示出每項(xiàng)專利所涉及的技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)IPC 分類小類，對(duì)我國光刻技術(shù)專利數(shù)量前十的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)歸納?？梢悦黠@看出我國光刻技術(shù)專利主要分布在G（物理）以及H（電學(xué)）二類。G 類主要包括光學(xué)原件、半導(dǎo)體的加工制作技術(shù)等；H 類主要包括半導(dǎo)體器件和材料、晶體管、圖像通信。數(shù)量最多的是H01L 類，半導(dǎo)體器件是光刻技術(shù)的重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，其次是G03F 類，圖紋面的照相制版工藝，第三是G02B 光學(xué)元件、系統(tǒng)或儀器，這三類是當(dāng)前的重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域，也充分反映出近些年光刻技術(shù)的蓬勃發(fā)展。

（四）法律狀態(tài)分析

通過專利法律狀態(tài)可以了解到目標(biāo)專利的當(dāng)前狀態(tài)，避免非必要的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于研發(fā)而言，能夠獲取現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展水平和方向、科研程度，規(guī)避不必要的科研損失。專利法律狀態(tài)一般可分為三種狀態(tài)：不穩(wěn)定、相對(duì)穩(wěn)定和穩(wěn)定。當(dāng)專利申請(qǐng)?zhí)幱谡趯彶榛蛘叩却?，就屬于不穩(wěn)定狀態(tài)，也叫作公開或?qū)嵸|(zhì)審查。專利申請(qǐng)經(jīng)審查后“授權(quán)”，因沒交年費(fèi)或書面聲明放棄專利權(quán)等原因而“終止”，以及專利保護(hù)期“屆滿”是相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；專利申請(qǐng)“撤回”“視為撤回”，專利授權(quán)之后的“放棄”“視為放棄”，審查中“駁回”及專利權(quán)“無效”或者被“撤銷”則屬于穩(wěn)定狀態(tài)[3]。根據(jù)智慧芽數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果分析，光刻技術(shù)領(lǐng)域授權(quán)專利占比為37.11%，實(shí)質(zhì)審查專利占比24.25%，發(fā)明申請(qǐng)專利占45.22%。光刻技術(shù)失效專利占比尚可，其占比為36.23%，導(dǎo)致失效的原因包括撤回、駁回和沒有繳納年費(fèi)，分別占 12.59% 、4.98%、16.32%?？梢姽饪碳夹g(shù)的專利保護(hù)意識(shí)和管理能力尚可，專利質(zhì)量和授權(quán)率可以進(jìn)一步提高。

三、研究結(jié)論與發(fā)展建議

（一）研究結(jié)論

從地域分布來看，我國光刻技術(shù)主要集中在上海、北京、廣州、江蘇，專利授權(quán)量分布不均勻，其余省市差距較大，因此也頗具科研技術(shù)潛力。

從申請(qǐng)人角度來看，雖然我國申請(qǐng)人對(duì)于光刻技術(shù)專利的積極性較強(qiáng)，但是存在的問題是科研機(jī)構(gòu)聚集過于明顯，并無明顯的高校和個(gè)人申請(qǐng)，因此可以鼓勵(lì)更多的高校和科研院所加入光刻技術(shù)調(diào)研，企業(yè)公司可以和各個(gè)高校以及科研院所進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研深度融合，加速專利成果轉(zhuǎn)化為強(qiáng)大的生產(chǎn)力，服務(wù)技術(shù)領(lǐng)域。

從技術(shù)領(lǐng)域來看，圍繞物理和電學(xué)領(lǐng)域呈現(xiàn)發(fā)散式分布，涉及技術(shù)領(lǐng)域眾多，并且各領(lǐng)域之間無明顯界限。我國的光刻技術(shù)領(lǐng)域集中在H01L 和G03F 二類，光刻技術(shù)的發(fā)展以光學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科為根本，與光刻膠技術(shù)、曝光方式、掩膜制造等許多應(yīng)用技術(shù)互為補(bǔ)充。

從專利法律狀態(tài)來看，光刻技術(shù)專利失效專利占比不算高，但應(yīng)該繼續(xù)降低，加強(qiáng)專利知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)。此外，申請(qǐng)專利時(shí)需要對(duì)發(fā)明專利進(jìn)行公開，以此申請(qǐng)法律的有效保護(hù)。由于專利保護(hù)的時(shí)間期限問題，企業(yè)大多采取商業(yè)秘密等更容易的手段進(jìn)行專利保護(hù)，但若遭遇侵權(quán)，維權(quán)難度會(huì)加大。為了更好促進(jìn)光刻技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，必須加強(qiáng)產(chǎn)權(quán)意識(shí)，完善專利布局，促進(jìn)光刻技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和高水平發(fā)展。

（二）發(fā)展建議

1.提高研發(fā)創(chuàng)新能力。光刻技術(shù)是包含光刻材料、裝置、工藝等的一系列技術(shù)的技術(shù)。我國高端的光刻膠主要依賴進(jìn)口，因此應(yīng)該對(duì)光刻膠產(chǎn)業(yè)進(jìn)行整合，避免低效率的研究模式，進(jìn)行國內(nèi)自主創(chuàng)新。EUV 光刻膠是EUV 光刻能否應(yīng)用在7nm 以下先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的核心關(guān)鍵條件，其重要程度不言而喻。在國外，技術(shù)成熟的光刻膠企業(yè)逐年加大對(duì)EUV 的研發(fā)力度，但我國相應(yīng)專利研究較少，因此必須提高國內(nèi)研發(fā)創(chuàng)新能力，提高光刻膠自給率，國內(nèi)各級(jí)政府可以給予經(jīng)濟(jì)和政策支持。

2.完善人才引進(jìn)制度。每個(gè)領(lǐng)域的健康發(fā)展都離不開人才。我國光刻科研教學(xué)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步完善光刻技術(shù)相關(guān)人才引進(jìn)制度，提供更高的薪酬待遇和福利來吸引并留住高素質(zhì)領(lǐng)域人才，提高光刻技術(shù)的人才儲(chǔ)備。集成電路已經(jīng)被國家學(xué)位委員會(huì)設(shè)置為一級(jí)學(xué)科，因此應(yīng)該不斷加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，合理配置教育資源，令人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求相匹配。在培養(yǎng)我國光刻技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)秀人才的基礎(chǔ)上，引入國外優(yōu)秀人才，積極推進(jìn)高校、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等創(chuàng)新主體開展科技交流與合作，提升集成電路領(lǐng)域的科技創(chuàng)新能力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)成果轉(zhuǎn)化。

3.加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研深度合作。根據(jù)申請(qǐng)人分析的結(jié)果，我國光刻技術(shù)的申請(qǐng)人類型較為集中，企業(yè)成為科研的主力軍。因此，可以加強(qiáng)政府引導(dǎo)，支持企業(yè)公司和各大高校院所通過合作開發(fā)、委托開發(fā)等方式來共同設(shè)立研發(fā)組織、技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合體等方式。必須要深化加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，充分集合光刻技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新資源，利用各個(gè)機(jī)構(gòu)的發(fā)展優(yōu)勢，打造出符合國內(nèi)市場需求的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新新型機(jī)制，有效促進(jìn)高校院所創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化和中國光刻技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠膭?chuàng)新能力提升。

4.大力發(fā)展領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)。60 年來，光刻技術(shù)經(jīng)歷了掩膜版、光源方式和光刻膠材料的轉(zhuǎn)變與探索。我國光刻技術(shù)的發(fā)展依然任重道遠(yuǎn)。我國政府在2021 年后提供了新的有關(guān)光刻技術(shù)的重大專項(xiàng)，此外還推進(jìn)未完成專項(xiàng)繼續(xù)發(fā)展執(zhí)行，因此應(yīng)該在總結(jié)短板的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展國家關(guān)于光刻技術(shù)的專項(xiàng)和高水平專利，爭取在高端存儲(chǔ)器、傳感器和5G 等關(guān)鍵技術(shù)上取得突破與進(jìn)展，提升專利價(jià)值，激活我國光刻領(lǐng)域的科研活力。中國軍轉(zhuǎn)民