当台湾的IC设计产业逐渐在国际上大放光芒之际，如何提高台湾所设计出来IC产品之附加价值，已成为国内产官学研共同关注的议题。由于专利的获得需具备有产业利用性（Industrial Applicability）、新颖性（Novelty）与进步性（Inventiveness）三要件，于是藉由专利的角度观察，将可略窥台湾IC设计业研发的方向与成果。此外，相较于国际大厂，台湾IC设计业者取得的美国专利件数仍嫌不足，主要原因在于台湾以产品研发为导向，在创新技术研发上着墨不多，且业者仍以快速追随者自限。

国际专利制度现况简介──美国

世界各国一般均有其专利商标制度，但由于美国为全球最大的单一市场，于是其专利的统计与分析便具有相当的指标意义。美国专利包含三种不同专利类型：发明专利（Utility Patent）、新式样专利（Design Patent）与植物专利（Plant Patent）。国内IC业者主要申请的专利类别为发明专利，其保护年限为申请日起二十年，总共需缴纳五次费用：申请费770美元、专利核准时领证费1330美元、获准后第三年半缴交第一次维护费910美元、获准后第七年半缴交第二次维护费2,090美元、获准后第十一年半缴交第三次维护费3220美元。由于所费不赀，美国专利商标局另给予小规模个体（Small Entity）专利费用减半的优惠，适用对象包括非营利机构、少于500人之企业与独立发明人。

《图一　2003年取得美国专利件数前十大公司》

＜资料来源：USPTO，2004/01；工研院IEK，2004/03＞

美国专利与商标局（United States Patent and Trademark Office；USPTO）于2004年1月12日公布的2003年取得美国专利件数前十大公司，如(图一)所示，蓝色巨人IBM仍蝉连美国专利取得件数的冠军。若以国家别观察，台湾仅次于美日德，全球排名第四，南韩则以100篇左右的差距紧追在台湾之后。在台湾每年取得的4000余篇专利中，有高达上千个专利权人，代表台湾业者对投入研发专利相当有兴趣，但能量集中于少部份厂商手中。2003年台湾取得美国专利件数最多的专利权人为鸿海精密，以近500件居冠，其次为台积电与工研院，分别为400余及200余件。相较于国际大厂的专利件数，台湾在专利研发的质与量上仍应持续努力提升，以因应未来可能发生的专利纠纷。

台湾IC设计业专利趋势分析

透过检索资料库统计台湾IC设计业者历年于美国专利商标局所取得的专利，与台湾IC设计业历年的产值观察，如(图二)所示，台湾IC设计业者取得美国专利的件数亦伴随产值逐年高度成长。

《图二 历年台湾IC设计业产值与取得美国专利件数》

＜资料来源：工研院IEK，2004/03＞

若以国际专利分类码（International Patent Classifications；IPC）来观察台湾IC设计业者的研发成果与趋势，(表一)为历年台湾IC设计业者取得美国专利之IPC三阶统计结果。其中最多件专利的是G11C，其分类为静态储存装置，包括DRAM、SRAM与NVM之读取、写入、定址、控制等相关技术。其次为G06F，其分类为数据资料的处理、输出入、汇流排等相关技术。第三为H01L，其分类为半导体制造相关技术。第四为H03K，其分类为脉冲技术，包括产生、计数、放大、耦合等逻辑电路技术。第五为H03M，其分类为编码与解码技术。

《图三　历年所有台湾IC设计业者取得美国专利之IPC三阶统计》

＜资料来源：工研院IEK，2004/03＞

自申请美国专利到审核通过公告约需18个月，也就是说2003年公告的专利，约为2001下半年至2002年的研发成果。由于国内IC设计业者在历经2001年的全球不景气后，纷纷展开一波新​​的布局，尤其是在数位家庭以及行动运算蔚为潮流下，有相当多的业者朝消费性与无线通讯方面发展，可以预期的是在不断投入新领域的研发下，台湾IC设计业在未来数年内，获得美国的专利件数仍将持续成长。

不同类别专利案件数互有消长

台湾IC设计业的研发趋势与依IPC分类之历年专利数量息息相关，如(表一)所示，2003年G11C的专利件数较2002年滑落，且专利集中于Flash，这与近年来DRAM与SRAM记忆体设计业者遭遇的景气低迷有关。

《表一　依IPC分类之历年专利件数》

G06F则维持高度成长，主要专利权人仍为晶片组业者，专利集中于汇流排与记忆体的定址或配置，虽然晶片组的产值近年未有大幅成长，但却是专利诉讼的一大战场，尤其是Intel CPU与汇流排技术仍不断推陈出新，相关晶片组业者势必持续申请新专利以为因应。至于H01L未来将略为滑落，专利趋势由半导体制程（H01L21）转向类比所需的半导体RCL元件（H01L29）与封装或ESD（H01L23）相关技术。

值得注意的是H03M与G11B，尤其是ADC/DAC相关技术（H03M1）、检错技术（H03M13）与以光学方法记录或再生技术（G11B7），均为DVD之关键技术，预估此类专利件数将因多家业者投入而持续增加。另一个值得注意的是G05F，目前国内业者主要专利技术范围包括Voltage Generator/Regulator，在电源管理愈来愈受重视下，此类专利件数预估也将增加。

IC设计产业的竞争是无国界的，观察(图四)所示之国际IC设计大厂历年取得专利件数统计可知，国内IC设计业者的确需要正视专利的议题。姑且不论引证率或授权收入等更深入的专利品质分析，单就专利件数而言，Qualcomm或Xilinx历年所公告的专利件数均几近为国内所有IC设计公司之总和。由此可见国际大厂无不想尽办法撒下专利网，除避免他人侵害其研发成果外，亦可增加专利诉讼时之筹码。

《图四　历年国际IC设计大厂取得美国专利之件数》

＜资料来源：工研院IEK，2004/03＞

当半导体制程进展到90奈米以下，IC设计的概念与以往将大不相同，例如在时序分析、功率分析、讯号整合以及封装的覆晶与PCB对信号的影响，这些在未来的奈米时代都将成为IC设计的关键议题，亦为国内IC设计业者未来提升竞争力的关键机会，也将是未来专利布局的重点。

由专利角度观察新兴产品机会

统计专利的件数除了可以作为研发能量的指标外，亦可运用来观察某个产品发展的技术生命周期。一般可分为四个阶段，如(图五)所示：

• (1)技术萌芽期，投入的厂商不多，产生的专利数量也少；





• (2)技术成长期，当产业技术有所突破或市场价值出现时，由于相关业者竞相投入，专利的数量与专利权人的数目将急遽上升；





• (3)技术成熟期，当市场与技术几达饱和时，投入研发的资源将逐年降低，于是专利的数量与专利权人的数目同步滑落；





• (4)技术瓶颈期，每年仅有零星专利作部份技术的改良，已无可待突破之新技术。

以图五之CCD Image Sensor为例，1988年以前属技术萌芽期，1989至1996为技术成长期，1997年后则属技术成熟期。依目前市场观察，由于CMOS Image Sensor在良率与画素上不断有新的突破，预期CCD Image Sensor将迈入技术瓶颈期。

《图五　CCD Image Sensor专利趋势图》

＜资料来源：工研院IEK，2004/03＞

以下举CMOS Image Sensor与LCoS（Liquid Crystal on Silicon）为例，概略探讨其专利的趋势以及领导厂商之专利布局。

观察(图六)可知，目前CMOS Image Sensor正处于技术成长期，有相当多的业者投入此技术研发，对市场的期望与企图均非常强烈。但对即将投入与已投入之业者而言，运用国际专利分类码（International Patent Classifications；IPC）来分析竞争者的专利布局，是决定研发方向时相当重要的一环。

《图六　CMOS Image Sensor专利趋势图》

＜资料来源：工研院IEK，2004/03＞

(图七)为主要CMOS Image Sensor的专利权人，可以看出目前大多数的专利掌控在半导体制造商与IC设计公司手中。 Hyundai、TSMC、UMC、Tower与Hynix的专利均分布于H01L（半导体装置）；Foveon的专利则以H04N3（CMOS Image Sensor的扫描与电压控制）为主，亦有布局H01L（半导体装置）相关专利；至于OmmiVision则除了H01L（半导体装置）外，在G06K（Sensor的资料读出）也有布局。

《图七　主要CMOS Image Sensor专利权人》

＜资料来源：工研院IEK，2004/03＞

对新进者而言，因CMOS Image Sensor现处于技术成长期，首先应先深入分析自身的技术能力与目前公告与申请中的专利，以避免误触他人专利引起未来不必要的专利权纠纷。 CMOS Image Sensor的关键技术除了半导体制程外就是整合度与分辨率，在扣除半导体制程相关专利后，如(表二)，其实在整合后段讯号处理的部份，如提高画质、电压控制与感应、类比数位转换方面，有意投入的国内IC设计公司可配合本身研发能量进行专利布局。

《表二　CMOS Image Sensor主要IPC分类历年专利件数》

另一个新兴的产品为LCoS，如(图八)所示，目前处于技术萌芽期，每年公告的专利数并不多，每个专利权人拥有的专利件数亦不多。观察LCoS的专利权人研发动态，首先发现Intel拥有最多的LCoS专利，其中有二件专利属于G02F1（控制来自独立光源之光的强度、颜色、相位、偏振或方向之器件或装置），而H01L （半导体装置）与G02C（光学防护，抗反射）的专利各一件。由于Intel在LCoS技术萌芽阶段即已投入研发，这也相当程度反映出面对即将引爆的数位电视商机，在TFT LCD、电浆、LCoS等众多技术中，也唯有采用LCoS技术的数位电视，能为晶片商创造出较高的利润。这也难怪Intel强力主推LCoS，并在2004年二月的英特尔开发者论坛（Intel Developer Forum；IDF）中，宣示进军LCoS领域的决心，并公布上市时程。

《图八　LCoS专利趋势图》

＜资料来源：工研院IEK，2004/03＞

若以LCoS的IPC分类观察，如(表三)所示，可以发现由于LCoS正处于技术萌芽期，除了G02F（控制来自独立光源之光的强度、颜色、相位、偏振或方向之器件或装置）因为是LCoS的核心技术，其余的IPC分类均只有几篇零星专利，相信这也给有意进入者一个绝佳专利布局的机会。

《表三　LCoS之IPC分类历年专利件数》

结论与建议

在未来的IC产业随数位家庭由概念走向实现之际，3C的整合势必成为显学，当原本的资讯、通讯、消费性已无法用来区隔业者的目标市场下，产品的同质性将大幅增加，也意味着未来的竞争将愈来愈激烈。

预先做好专利布局与策略规划将是因应激烈竞争市场的不二法门，在拟定研发方向前就须做好该技术相关的专利研究，除了可作为攻击用的关键性专利外，针对市场上技术领先者准备一些防卫性专利也是不可或缺的。尤其是当市场进入高度成长时，具备关键专利的大厂势必运用专利诉讼来打击浮上台面的竞争对手，以达到阻吓竞争者持续以低价进入市场，如此才能维持产品的一定利润。

在进入数位家庭时代，有相当多的新技术，也有相当多的技术整合瓶颈有待突破。台湾IC设计业以往着重于产品研发，对技术研发稍嫌薄弱，在国际大厂纷纷祭出低价竞争与专利诉讼二大法宝下，国内业者在看好某项新兴产品，并准备积极投入研发资源前，更应审慎评估对手的专利布局以免误触专利地雷。此外，经由专利来观察技术生命周期，也是评估是否值得投入研发资源的重要指标。

近年来屡屡有专利诉讼在IC设计产业上演，除了突显专利布局的重要性之外，也宣告IC设计业挥别高毛利，进入激烈竞争的时代。于是对国内IC设计业者在专利布局上的建议是：