News: Mikroelektronik
11 Dezember 2023
In einem neuen Bericht zum geistigen Eigentum (IP) der GaN-Elektronik, der vom Technologie-Intelligence- und IP-Strategieberatungsunternehmen KnowMade veröffentlicht wurde, wurden die Patentlandschaften sowohl für die Leistungs-GaN- als auch die RF-GaN-Elektronikbranche analysiert, um den globalen IP-Wettbewerb über die gesamten Lieferketten hinweg zu beschreiben die lokalen Ökosysteme, die entstehen, um die Industrialisierung von GaN-Technologien zu unterstützen.
Weitere Akteure zeigen eine gemeinsame IP-Strategie für Power-GaN- und RF-GaN-Technologien
Zusätzlich zu den Leistungs-GaN- und HF-GaN-Patenten berücksichtigt der GaN-Elektronik-IP-Bericht von KnowMade die Auswirkungen generischer GaN-Elektronikpatente, die sowohl für Leistungs- als auch für HF-Anwendungen gelten, auf den globalen IP-Wettbewerb (Abbildung 1).
Abbildung 1: Wichtigste Unternehmen in der Patentlandschaft für GaN-Elektronik.
Beispielsweise schränken einige Unternehmen wie United Microelectronics Corp (UMC) den Anwendungsbereich bei den meisten ihrer Erfindungen in der GaN-Elektronik nicht ein und verfolgen eine gemeinsame IP-Strategie sowohl für den HF- als auch den Energiemarkt. Darüber hinaus besitzen etablierte Leistungs-GaN-Marktteilnehmer wie Infineon Technologies und Innoscience eine große Anzahl generischer GaN-Elektronikpatente, die in den nächsten Jahren für HF-Anwendungen genutzt werden könnten.
Power-GaN-Patentlandschaft: ein Fokus auf nationale und regionale Ökosysteme
Früher wurde die Erfindungstätigkeit von japanischen Akteuren dominiert (2001–2015), bis chinesische Akteure im Jahr 2016 die IP-Führung übernahmen. Infolgedessen haben japanische und chinesische Akteure zusammen mehr als 70 % aller Power-GaN-Erfindungen hervorgebracht (Abbildung 2). Solche intensiven Patentierungsaktivitäten stellen wichtige IP-Trends in anderen Regionen (USA, Europa usw.) in den Schatten. Der GaN Electronics-Bericht von KnowMade enthüllt solche IP-Trends und bietet separate Analysen der regionalen Ökosysteme in der Power-GaN-Patentlandschaft.
Abbildung 2: Hauptakteure in der Power-GaN-Patentlandschaft, aufgeteilt nach Ländern.
Der GaN Electronics Patent Landscape-Bericht weist darauf hin, dass sich die meisten der historischen japanischen IP-Akteure auf die Monetarisierung ihrer GaN-IP-Portfolios im Bereich Strom konzentrieren (Sharp, Furukawa Electric, NTT, Fujitsu). Abgesehen von Fujitsu und Panasonic reichen nur wenige von ihnen noch aktiv Patentanmeldungen ein, um ihre IP-Position in verschiedenen Teilen der Lieferkette zu festigen. Allerdings streben neue japanische IP-Führer wie ROHM und Sumitomo Chemical nun danach, ihre IP-Führung in eine Marktführerschaft umzuwandeln.
Die taiwanesischen Akteure sind in der Power-GaN-IP-Landschaft auf dem Vormarsch, wobei die meisten der wichtigsten taiwanesischen Gießereien ihre Aktivitäten entlang der Power-GaN-Lieferkette ausbauen und dabei dem Beispiel von TSMC folgen. Die taiwanesischen IP-Aktivitäten verdeutlichen eine Stärkung der inländischen Lieferkette für Power-GaN-Technologie, wobei große Akteure aktiv Patente in der vorgelagerten Lieferkette anmelden (z. B. GlobalWafers) und ihre Patentanmeldungen in der nachgelagerten Lieferkette beschleunigen (z. B. Delta Electronics). Darüber hinaus sind kürzlich mehrere Neulinge in die Power-GaN-IP-Landschaft in Taiwan eingestiegen.
Der Handelskrieg zwischen den USA und China verleiht dem IP-Wettbewerb im Bereich Power-GaN eine neue Dimension und zwingt die Akteure dazu, ihre Strategie anzupassen, um die Entwicklung ihrer Power-GaN-Aktivitäten auf internationaler Ebene sicherzustellen. In diesem Zusammenhang weiten mehrere chinesische Akteure wie Innoscience und Huawei ihre IP-Aktivitäten weltweit aus, um auf dem US-amerikanischen und europäischen Markt zu konkurrieren.
Die meisten der wichtigsten US-Marktteilnehmer verfügen nicht über eine vollständige IP-Abdeckung der GaN-Stromversorgungskette. Stattdessen nutzen US-Akteure IP- und Fertigungspartnerschaften und/oder bestehendes IP und Know-how, das für andere Leistungshalbleitertechnologien (Silizium, Siliziumkarbid) entwickelt wurde. Gemäß ihrer eigenen Patentierungsaktivitäten festigen die wichtigsten US-Marktteilnehmer ihre eigene IP-Position in Asien und Europa, um die Entwicklung ihrer Marktaktivitäten außerhalb der USA zu unterstützen.
Infineon ist der wichtigste vertikal integrierte Innovator in der Power-GaN-IP-Landschaft mit einer globalen IP-Strategie, die darauf abzielt, die wichtigsten Regionen für Leistungselektronik abzudecken. Seit 2015 hat Infineon mehrere Akquisitionen (GaN Systems, International Rectifier) und IP-Partnerschaften (Panasonic) erfolgreich genutzt, um seine Strategie im Power-GaN-Markt voranzutreiben. In Europa treiben große Forschungsorganisationen (CEA, imec, Fraunhofer) den Aufbau einer inländischen Lieferkette voran, was zur Gründung neuer Start-up-Unternehmen und zur Entstehung stärker vertikal integrierter Innovatoren wie STMicroelectronics führt.
RF-GaN-Patentlandschaft: Ein Blick in die IP-Strategien wichtiger Akteure in der gesamten Lieferkette
Der GaN Electronics Patent Landscape-Bericht beleuchtet unterschiedliche Ansichten von RF-GaN-Marktteilnehmern darüber, welche Innovationen unbedingt geschützt werden müssen, um Auswirkungen auf die zukünftige RF-GaN-Lieferkette zu haben (Abbildung 3). Beispielsweise scheinen mehrere etablierte Akteure auf dem RF-GaN-Markt Wafer- und Epiwafer-IP als weniger kritisch zu betrachten, während andere, wie Sumitomo Electric, Raytheon und Mitsubishi Electric, immer noch in diesem IP-Bereich konkurrieren. Die meisten im Bericht genannten vertikal integrierten Akteure konzentrieren sich immer noch auf das geistige Eigentum im Zusammenhang mit RF-GaN-Geräten. In dieser Hinsicht sticht NXP hervor, da das Unternehmen seinen Fokus schon bald auf die nachgelagerte Lieferkette verlagerte. Es folgten die meisten der wichtigsten HF-GaN-Marktteilnehmer, die nun ihre IP-Position in den Bereichen Gehäuse, Module, Schaltkreise und Anwendungen festigen.
In den letzten Jahren hat Wolfspeed die IP-Führung in der gesamten RF-GaN-Lieferkette übernommen, mit Ausnahme von Wafern und Epiwafern (Abbildung 3). Genau wie Wolfspeed hat MACOM aktiv Patente in der gesamten RF-GaN-Lieferkette angemeldet. Doch im Gegensatz zu Wolfspeed führten die IP-Aktivitäten von MACOM nicht zu einer globalen IP-Führung. Mit der Übernahme des RF-Geschäfts von Wolfspeed wird MACOM voraussichtlich mit der Konkurrenz in der globalen RF-GaN-IP-Landschaft mithalten können. Interessanterweise positioniert sich MACOM mit dieser Übernahme praktisch als unangefochtener IP-Führer für Schaltkreise und Anwendungen. Ein weiterer herausragender Akteur in der RF-GaN-Patentlandschaft ist Mitsubishi Electric: Es ist derzeit der einzige vertikal integrierte Innovator, der noch in der gesamten RF-GaN-Lieferkette konkurriert.
Im Gegensatz zur Power-GaN-Patentlandschaft haben US-amerikanische Akteure eine vollständige IP-Abdeckung der RF-GaN-Lieferkette aufgebaut, und dieses IP-Ökosystem wurde in den letzten Jahren durch viele Start-up-Unternehmen gestärkt, die aktiv Patentanmeldungen in verschiedenen Teilen der Lieferkette einreichten Jahrzehnt (Akoustis, Akash Systems, Eridan, Finwave usw.). Die Analyse ihrer IP-Strategien zeigt, dass US-Unternehmen ihre Patentierungsaktivitäten mittlerweile über ihr Staatsgebiet hinaus, insbesondere in Europa, China und Taiwan, ausweiten, um ihre internationalen Ambitionen im wachsenden RF-GaN-Markt zu unterstützen.
Abbildung 3: IP-Führerschaft der Patentinhaber im vorgelagerten Teil (Wafer, Epiwafer, Geräte) und im nachgelagerten Teil (Verpackung, Module, Schaltkreise, Anwendungen) der RF-GaN-Lieferkette.
Im Wafer- und Epiwafer-IP-Bereich schlägt der Wettbewerb nun mehrere und unterschiedliche Richtungen ein: GaN-auf-Si (IQE, Shin Etsu), GaN-auf-Diamant (RFHIC, Akash Systems), GaN-auf-technische Substrate (Soitec). , Qromis, Shin Etsu), GaN-on-AlN (Fujitsu), zusätzlich zur gängigen GaN-on-SiC-Plattform (Sumitomo Electric, Sumitomo Chemical). In Bezug auf die GaN-on-Si-Plattform hebt der GaN Electronics IP-Bericht einen Rückgang der Patentanmeldungen der meisten etablierten IP-Akteure hervor. In diesem Zusammenhang ist Intel weiterhin führend im Wettbewerb in der RF-GaN-on-Si-IP-Landschaft, insbesondere bei RF-GaN-on-Si-Geräten. Neben Intel sind MACOM und TSMC die wichtigsten etablierten IP-Akteure, die immer noch aktiv Patentanmeldungen für die RF-GaN-on-Si-Technologie einreichen. Interessanterweise folgen die anderen taiwanesischen Gießereien dem Beispiel von TSMC. Darüber hinaus haben in letzter Zeit viele Power-GaN-IP-Anbieter RF-GaN-Patentanmeldungen eingereicht (Innoscience, Infineon, ST), was auf die Entwicklung von RF-GaN-Geräten im Hinblick auf den Eintritt in den RF-Telekommunikationsmarkt mit GaN-on-Si und/oder hindeutet andere unkonventionelle Plattformen wie technische Substrate (Qromis-VIS) oder halbisolierendes SiC auf leitfähigen SiC-Substraten (ROHM).
Wendepunkt bei der RF-GaN-Patentierung in den letzten zwei Jahren
Die IP-Dynamik von Power-GaN-Geräten kündigt einen zukünftigen Marktaufschwung an
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- Quelle: https://www.semiconductor-today.com/news_items/2023/dec/knowmade2-111223.shtml
