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如何透過技術聯盟與專利組合攻略汽車晶片市場
以色列Valens Semiconductor汽車晶片專利解析(二)

【作者: 約書亞】   2021年10月25日 星期一

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以色列車用半導體大廠Valens Semiconductor Ltd.(以下簡稱Valens)成立於2006年,專注於多媒體影音傳輸技術與系統整合,其目標是簡化高速有線連接。最初,該公司專注於視聽市場,在該領域取得了自己的HDBaseT專利技術,使音頻和視頻、乙太網、控制器、USB和電力通過一條線纜完成傳輸,在傳輸距離與速度上均更勝主流的HDMI影音連接技術。


Valens在2015年成立汽車部門,專門為汽車提供最先進的音頻/視頻晶片組技術,Valens也藉此技術吸引許多車用半導體大廠合作,並建立標準聯盟。


以HDBaseT技術開創聯盟 吸引大廠加入

HDBaseT技術是一種新的影像和數據傳輸標準,可能將迅速取代HDMI。該技術僅使用一條長距離網線(通用電纜),即能將無壓縮的超高清音視頻、音頻、乙太網、控制訊號、USB和電源等信號集中在一起完成傳輸,這樣的優質特性讓HDBaseT技術當前在消費、汽車、工業等市場的應用越來越廣泛。


Valens既是HDBaseT技術的發明者,也是HDBaseT聯盟的創辦人。HDBaseT技術聯盟係於2010年由Valens與LG、Samsung和Sony等科技巨頭共同創立(圖1),該聯盟致力於推動HDBaseT技術標準成為高解析數位傳輸的全球標準,目前聯盟成員超過200家企業。



圖一 : HDBaseT聯盟發起人
圖一 : HDBaseT聯盟發起人

Valens憑藉HDBaseT技術開創 MIPI A-PHY 車內半導體連接聯盟(圖2),吸引許多車用半導體大廠合作,例如吸引重量級影像感測器大廠Sony和豪威科技(OmniVision)以及自駕車新創Mobileye的加入。


Valens成立汽車部門後,於2016年11月宣布與車用半導體市場具領先地位的意法半導體(ST)合作,開發下一代連網汽車的HDBaseT Automotive晶片。這項技術優化了車載資訊網路之性能,透過低成本基礎建設高速傳輸資訊娛樂、道路安全和汽車控制等相關資訊,其傳輸速度高達6Gbps,具高可靠性、高輸送量,且幾乎無傳輸延遲的優點,可謂HDBaseT Automotive技術是在車用半導體市場中實現智慧駕駛的最佳利器。


搶先推出符合MIPI A-PHY聯盟標準晶片組

隨著汽車整合越來越多的感測器,因此不受電磁干擾、資料丟失和延遲影響的高速影片連線變得越來越重要。2021年4月,以色列半導體公司Valens宣佈成功完成設計首個符合MIPI A-PHY聯盟標準的晶片組(VA70XX),可實現長距離、超高速汽車影片連線。


該晶片組系列包括VA7031序列器以及VA7044和VA7042解串器,其優勢除連結速度可高達8Gbps,此外還具有很高的抗電磁干擾能力,其資料包錯誤率可低至10-19,相當於每10000輛汽車才會出現一個數據包錯誤。透過產業連線標準和佈線基礎架構降低線束成本,因此可降低總系統成本。目前VA70XX晶片組的工程樣品將於2021年10月生產,預計明年量產。


克服電磁干擾、可靠性和安全性等技術難點

汽車是一個非常複雜的系統環境,車內有大量繁雜的線纜、連接器和設備導致高的電磁干擾,同時車載高速傳輸數據的高可靠性和安全性也是必須解決的問題,但Valens都一一解決了。


Valens目前主要的汽車晶片組,包括千兆乙太網、USB、PCIe3.0及MIPI視頻,具有很高的抗電磁干擾能力,同時可提供高可靠性的車載互聯長達15m距離。總體來講,Valens汽車晶片有一個可配置的物理層(PHY),可以在UTP(非屏蔽雙絞線)上同時實時地傳輸多種數據和控制信號,以減少整車走線線束和重量,提升傳輸可靠性並降低總體成本。


另外在安全性方面,例如Valens的VA6080晶片組已於2019年通過了ISO 26262 ASIL-B各項汽車半導體功能安全標準的認證。


Valens專利佈局分析

專利申請國別/地區占比

Valens的專利組合(patent portfolio)中,共25個專利家族(或稱25案),合計135件專利。其中包含美國專利92件,中國10件,歐洲、日本、韓國各7件,以及利用專利合作條約(PCT)提出國際申請的PCT專利(或稱WO專利)12件。Valens在全球專利佈局之申請國別/地區(Application Country/Region)占比如圖3。



圖二 : Valens在全球專利佈局之申請國別/地區占比圓餅圖。(source:作者繪製)
圖二 : Valens在全球專利佈局之申請國別/地區占比圓餅圖。(source:作者繪製)

歷年專利申請趨勢

Valens的專利組合(patent portfolio)中,觀察其歷年來專利申請趨勢(圖5),自2007年起申請一種透過同一電纜線傳輸數字視頻和數據的有線通訊鏈路專利(美國專利號US8565337B2) ,即符合HDBaseT概念係使用一條通用電纜即能將無壓縮的超高清音視頻、音頻、乙太網、控制訊號、USB和電源等信號集中在一起完成傳輸;該專利家族龐大,以延續申請機制綿密布局37件美國專利,優質專利組合對欲切入同領域的競爭者影響甚高。歷年申請趨勢分別在2014年申請20件和2016年申請25件專利達到高峰,近幾年下降的部分原因為專利尚未公開所致。



圖三 : Valens Semiconductor歷年專利申請趨勢圖。(source:作者繪製)
圖三 : Valens Semiconductor歷年專利申請趨勢圖。(source:作者繪製)

專利申請策略

Valens的專利組合(patent portfolio)共25個專利家族(INPADOC Family)。在其25個專利家族中,發現許多專利家族皆透過延續申請的機制,例如先後以美國專利延續案(Continuing Application)的方式提出申請,包括連續案(Continuation Application,簡稱CA)、分割案(Divisional Application,簡稱DA)、部分延續案(Continuation-in-part,簡稱CIP)等延續案申請方式主張不同的專利技術特徵,構成綿密的專利網絡,以使整體專利保護效果達到最佳化,降低競爭產品成功侵權迴避的風險。顯示該公司靈活運用美國專利延續案的申請機制以豐富其專利網絡,讓該領域競爭者易落入侵權範圍且難以迴避,藉此提高市場進入門檻,有效阻礙競爭者進入市場。


專利技術分布

將135件Valens的專利組合(patent portfolio)以魚骨圖呈現其專利技術分布(圖5),發現Valens的專利技術大致可區分為數據傳輸系統(Data Transmission Systems)、音頻/視頻記錄和系統(Audio/Visual Recording and Systems)、計算與控制(Computing and Control)、廣播、無線電和線路傳輸系統(Broadcasting Radio and Line Transmission Systems)、半導體和電子電路(Semiconductors and Electronic Circuitry)等五大類。其中,以『透過多樣性、重複/返回(By diversity, repeating or returning)或使用代碼(using codes)等方式進行檢測或防止受信資訊內的差錯』的技術分布最多,其次為涉及整形網路(Shaping Networks)相關的技術。



圖四 : 以魚骨分支呈現Valens專利技術的分布。(source:作者繪製)
圖四 : 以魚骨分支呈現Valens專利技術的分布。(source:作者繪製)

專利被引證指標

通常專利被引證(Referenced by)數值愈大,表示該專利原創性較高,其可再利用性的可能性較高,也較具有潛在的經濟價值。在Valens的專利組合(patent portfolio)中,發現涉及一種用於時效性網路的方法和系統(Methods and systems for time sensitive networks)的美國專利號US9331962B2,其專利被引證的次數最高(95次),包括晶片開發商Kando Bus,以及Intel、NEC等國際大廠都引用該基礎專利再創新發明。在Valens的專利組合(patent portfolio)中,專利被引證次數高的專利家族也都具有綿密的專利保護網絡,有效阻礙競爭者進入市場,堪稱優質專利組合。


結語與觀察

以下是筆者對Valens專利組合的觀察:


1.靈活運用專利申請策略、建立綿密專利保護網:


有價值的專利佈局戰略通常是以多個角度去界定一個技術或產品,從而建立綿密且完整的專利保護網。在專利申請策略方面,Valens不僅利用專利合作條約(Patent Cooperation Treaty,PCT)之國際申請制度,並且靈活地利用美國專利延續案(Continuing application)的申請機制,擴大和豐富其專利網絡,創建高質量的專利組合。Valens這樣的專利申請佈局策略,可以提高專利或專利組合(patent portfolio)的價值,從而提高專利授權金或買賣金額。Valens在專利的布局上,給予優質的評等。


2.佈局首重美國是睿智之舉:


美國是科技研發的強國和主要市場,世界級的科技廠商在專利的爭議上仍多以美國為主要訴訟戰場。Valens為以色列車用半導體晶片製造商,專利申請國別首重美國(占68%)乃明智之舉。


3. HDBaseT專利家族龐大、提高進入門檻:


Valens是HDBaseT技術發明者,2007年將此技術申請專利保護其智慧財產權,即透過同一線路傳輸數字視頻和數據的有線通訊鏈路(美國專利號US8565337B2);該專利家族龐大,以美國專利延續案申請機制綿密布局專利網絡,同領域的競爭者欲切入該市場難度甚高。


4.專利被引證率高、具潛在經濟價值:


在Valens的專利組合(patent portfolio)中,專利被引證次數高達數十次的很多,表示該些專利的原創性高,其可再利用性的可能性也較高,也較具有潛在的經濟價值,從而並被國際大廠引用進而再創新發明。這些專利家族也都具有綿密的專利保護網絡,有效阻礙競爭者進入市場,堪稱優質專利組合。


(作者約書亞,為科技產業技術與市場專利的資深研究人員,熟稔技術轉移與相關法律知識,曾任職於光電領域,擔任智財權的分析與管理)


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