華虹宏力/北方華創(chuàng)...國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體專利加速“破局”

近期，華虹宏力、士蘭微電子、新華三、長(zhǎng)電科技、北方華創(chuàng)、比亞迪半導(dǎo)體等多家中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)密集公布技術(shù)專利，覆蓋芯片制造、封裝、電源管理、材料應(yīng)用及智能設(shè)備等核心領(lǐng)域。這些專利體現(xiàn)出企業(yè)在細(xì)分技術(shù)上的重點(diǎn)突破，更折射出中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)正從“追趕”到“并跑”的轉(zhuǎn)型態(tài)勢(shì)。

1工藝優(yōu)化：良率與可靠性的雙重提升

華虹宏力提出的“提升芯片良率和可靠性的方法”，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整編程電壓，解決了晶圓制造中因工藝波動(dòng)導(dǎo)致的良率損失問(wèn)題。該技術(shù)基于實(shí)時(shí)閾值電壓監(jiān)測(cè)，結(jié)合兩次良率測(cè)試與電壓調(diào)整公式，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的動(dòng)態(tài)適配。相較于傳統(tǒng)固定編程電壓方案，其可將良率提升約5%-10%，尤其適用于高密度存儲(chǔ)芯片制造。

長(zhǎng)電科技的“封裝結(jié)構(gòu)及其形成方法”則在散熱領(lǐng)域取得突破：通過(guò)在芯片背面設(shè)計(jì)凹槽并覆蓋高導(dǎo)熱材料，將散熱接觸面積提升20%以上。這一創(chuàng)新直接應(yīng)對(duì)5G、AI芯片的高功耗挑戰(zhàn)，為國(guó)產(chǎn)高性能芯片的封裝可靠性提供了新方案。

2材料突破：碳化硅技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化加速

碳化硅（SiC）作為第三代半導(dǎo)體核心材料，其技術(shù)自主化進(jìn)程備受關(guān)注。天科合達(dá)的“碳化硅Wafer轉(zhuǎn)移裝置”通過(guò)雙平臺(tái)升降鎖定結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)移過(guò)程中易污染、效率低的問(wèn)題，良品率提升至99.5%以上。格力電器的碳化硅肖特基器件專利，則通過(guò)優(yōu)化摻雜濃度分布，在降低正向?qū)〒p耗的同時(shí)提升擊穿電壓，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高功率SiC器件的技術(shù)空白。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)：智能化與集成化并進(jìn)

恒爍半導(dǎo)體的“AI設(shè)備電源控制電路”將軟啟動(dòng)、過(guò)壓保護(hù)功能集成于單一模塊，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)頻率，兼顧電路安全性與能效比。北方華創(chuàng)的“射頻功率合成裝置”則在不改動(dòng)原有射頻電源架構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)多功放模塊的功率合成與阻抗匹配，為5G基站設(shè)備的小型化提供技術(shù)支持。

清微智能與京東方分別提出的“芯片雙模式互聯(lián)”方案，通過(guò)接口邏輯復(fù)用，減少芯片間通信的硬件冗余，功耗降低30%以上。此類技術(shù)對(duì)自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的低功耗需求具有重要價(jià)值。

4測(cè)試與制造：效率與精度的雙重升級(jí)

芯海科技的“時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路”利用振蕩信號(hào)反饋動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)偏置電流，使晶體振蕩電路的啟動(dòng)時(shí)間縮短至微秒級(jí)，同時(shí)穩(wěn)態(tài)功耗降低40%。新華三的“FPGA測(cè)試數(shù)據(jù)采集方法”通過(guò)延時(shí)采集與RAM存儲(chǔ)優(yōu)化，將測(cè)試數(shù)據(jù)獲取效率提升50%，顯著降低研發(fā)調(diào)試成本。

中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)正從 “政策驅(qū)動(dòng)” 向 “技術(shù)驅(qū)動(dòng)” 轉(zhuǎn)型。據(jù)業(yè)界數(shù)據(jù)，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模加速增長(zhǎng)，發(fā)展成果顯著。但在核心技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品方面，國(guó)產(chǎn)化率仍然較低。而專利的密集涌現(xiàn)，一方面體現(xiàn)了行業(yè)的技術(shù)積累，另一方面也暴露出產(chǎn)業(yè)鏈存在的結(jié)構(gòu)性短板。

過(guò)去五年，中國(guó)在EDA工具、光刻膠等“卡脖子”環(huán)節(jié)仍依賴進(jìn)口，但在封裝測(cè)試、功率器件、存儲(chǔ)芯片等領(lǐng)域已形成局部?jī)?yōu)勢(shì)。其中，士蘭微的降壓變換器技術(shù)打入國(guó)際汽車電子供應(yīng)鏈。此次專利中，比亞迪半導(dǎo)體的“功率器件”通過(guò)分壓深凹槽設(shè)計(jì)，將防擊穿性能提升至國(guó)際一線水平，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)功率半導(dǎo)體正向高端市場(chǎng)滲透。

以碳化硅為例，天科合達(dá)的Wafer轉(zhuǎn)移裝置、格力電器的肖特基器件、芯聯(lián)集成的超勢(shì)壘整流器專利，形成了從材料加工到器件設(shè)計(jì)的完整技術(shù)鏈。這種上下游協(xié)同創(chuàng)新模式，正在打破海外企業(yè)的技術(shù)壟斷。此外，一微半導(dǎo)體的“機(jī)器人避障方法”融合激光點(diǎn)云與地圖數(shù)據(jù)，為國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體制造設(shè)備的智能化升級(jí)提供了算法支撐。

盡管技術(shù)進(jìn)步顯著，中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)仍面臨兩大挑戰(zhàn)：一是高端光刻機(jī)、離子注入機(jī)等設(shè)備受制于出口管制；二是國(guó)際巨頭通過(guò)專利壁壘鞏固市場(chǎng)地位。據(jù)業(yè)界數(shù)據(jù)，美國(guó)應(yīng)用材料公司2024年新增半導(dǎo)體專利超2000項(xiàng)，而中國(guó)頭部企業(yè)平均不足500項(xiàng)。如何將專利轉(zhuǎn)化為實(shí)際競(jìng)爭(zhēng)力，成為行業(yè)下一階段的關(guān)鍵命題。

國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體技術(shù)陸續(xù)突破，標(biāo)志著行業(yè)正從“規(guī)模擴(kuò)張”轉(zhuǎn)向“質(zhì)量提升”。然而，技術(shù)突破僅是起點(diǎn)，真正的挑戰(zhàn)在于構(gòu)建可持續(xù)的創(chuàng)新生態(tài)。業(yè)界認(rèn)為，在技術(shù)層面，需加強(qiáng)基礎(chǔ)材料與核心設(shè)備的研發(fā)投入，例如加速EUV光刻膠、高純度硅烷氣體的國(guó)產(chǎn)化；在產(chǎn)業(yè)層面，推動(dòng)設(shè)計(jì)、制造、封裝環(huán)節(jié)的深度協(xié)同，避免“各自為戰(zhàn)”導(dǎo)致的資源浪費(fèi)；在政策層面，完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系，鼓勵(lì)企業(yè)通過(guò)專利交叉授權(quán)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

總而言之，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的崛起，注定是一場(chǎng)“長(zhǎng)跑”。唯有以技術(shù)為矛、生態(tài)為盾，方能在全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)中占據(jù)制高點(diǎn)。