从麒麟芯看半导体行业的知识产权布局

9月25日下午，华为再次推出了遥遥领先的新产品，这一系列操作，源于八月底最炸裂的开局，就是搭载纯国产的麒麟芯片的MATE 60横空出世，绕过美国的制裁，三年磨一剑，以自主研发和自主技术实现“芯片自由”。通过专利检索结果可以推测，华为自制裁以后很快开始布局芯片相关专利的布局和申请。本文以麒麟芯的技术突破为例，提供半导体行业知识产权保护的战略思路。

一、从集成电路的技术发展过程分析知识产权布局思路

老式的电路到集成电路，电子产品的进化秉承“从大到小”“从繁到简”的原则。老式电子产品电路连接方式纷繁复杂，再加上体积巨大的电子元件，除了无法缩小体积以外，也无法实现复杂的功能。自从发现了“硅”这种半导体物质，传导介质被取代，电线变成了一块小小的铁片，铁片上镶嵌的晶体管替代了过去的电子零件。就如同中学语文课学过的《核舟记》，在小小的核桃上微雕了惟妙惟肖的人物、物件、场景。同样的，集成电路是晶体管“微雕”入硅片的产品。这一行业的技术发展趋势带来的影响是硅片越来越小，而单位面积上的晶体管数量却越来越多，实现的效能越来越多样化和复杂化。

英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔曾提出：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。摩尔定律也为半导体行业的发展提供了指引和方向，也为半导体行业的知识产权布局的几个方向提供了基本指引：硅片面积缩小、晶体管数量增加、晶体管效能提升，以及在实现前述目标过程中应用到的工艺方法和相关设备。

由于晶体管数量变多、硅片面积变小，人工电路布图已经有相当的难度了，因此自动布图软件（EDA）成为设计主力，也就是类似于如何设计并实现把人物、场景“微雕”到桃核上的过程和布局方式。这种设计方案形成模版，复刻到每一个硅片上，为了后续实现芯片量产。另外，由于“摩尔定律”的驱使，芯片封装和测试工艺也在逐步升级，除了使用光刻机用以“复刻”设计好的模版到每块硅片上以外，还需要特殊的半导体材质和化学品保证芯片上每个晶体管的性能和彼此间的传导足以高效。

在半导体行业，产品线前端的“设计”是传统的知识产权布局最密集的领域，产品线中后端的“封装测试”侧重于个别突破性技术的研发和保护。下文将分别对两个阶段的知识产权布局提供初步的思路指引。

二、IC设计阶段知识产权布局：集成电路布图+专利+商业秘密

半导体产业链中，设计模块专利许可占比最高（1.74%），领先第二位的设备模块超三倍，材料、设备的专利许可行为排在第二（0.51%、0.46%），封测、制造模块的专利许可行为占比最低。从半导体行业中国专利诉讼占比情况来看，设计模块专利诉讼占比最高（0.33%），远超其他模块，其他模块专利诉讼发生频率相对较低。[1]

01集成电路布图设计权+商业秘密

在设计环节，对EDA软件的争夺是一场生死决战。对于设计成果形成的集成电路布图，传统知识产权领域采纳“集成电路布图设计专有权”予以保护，但仍然会对设计中挖掘的技术方案进行发明专利的加固保护，并对不适合申请专利的技术秘密采取保密措施。

1、集成电路布图设计专有权保护要点之一：接近著作权的保护规则

布图设计专有权保护的是集成电路中元件和线路的三维配置。在体现布图设计的功能层次上不含有元件和线路的三维配置的，不给予保护；在这个层次之下，独创性的体现逐步增强，对元件分配、布置，各元部件间的互联，信息流向关系，组合效果等可以给予保护。[2]

集成电路布图专有权是一项接近“著作权”保护制度的权利。电路设计者被赋予了类似美术作品的“作者”的权利。相应的，集成电路布图也当然的适用著作权之独创性保护原则。独创性是对于“表达”的独创，体现了作者对于作品表达所赋予的“劳动力、技能、判断”，集成电路中的表达即为：对元件分配、布置，各元部件间的互联，信息流向关系，组合效果。而这种电路设计的具体的走向和背后依托的技术原理即使相同，也不能阻碍设计者因“个别的”“与众不同”的走向或电路安排而获取设计权。

2、集成电路布图设计专有权保护要点之二：区分著作权的保护规则

除了著作权法规则中的“独创性”以外，集成电路布图设计权额外凸显了“不是公认的常规设计”这一特殊要求。根据《集成电路布图设计保护条例》（以下简称“条例”）第四条的规定，受保护的布图设计应当具有独创性，即该布图设计是创作者自己的智力劳动成果，并且在其创作时该布图设计创作者和集成电路制造者中不是公认的常规设计[3]。“不是公认的常规设计”的标准接近专利法下的判断“外观设计”的可授权性的标准，即：必须排除完全相同的现有设计才能获得保护。

目前对于集成电路布图设计权登记的审查方式接近于著作权登记的形式审查。即使提出了“不是公认的常规设计”的确权标准，但这一审查标准相对于外观专利中是否存在现有技术的审查标准相比，限制更少且要求更低。

3、集成电路布图设计专有权保护要点之三：以商业秘密补强保护

在（2019）最高法知民终490号案件判决书中，最高法认为，不同于专利法对发明创造采取公开换保护的制度设计，条例对布图设计的保护并不以权利人公开布图设计为条件……《集成电路布图设计保护条例实施细则》第十四条所述的电子版本的复制件或者图样，除侵权诉讼或者行政处理程序需要外，任何人不得查阅或者复制；第十五条规定“布图设计在申请日之前没有投入商业利用的，该布图设计登记申请可以有保密信息，其比例最多不得超过该集成电路布图设计总面积的50%。含有保密信息的图层的复制件或者图样页码编号及总页数应当与布图设计登记申请表中所填写的一致。布图设计登记申请有保密信息的，含有该保密信息的图层的复制件或者图样纸件应当置于在另一个保密文档袋中提交。除侵权诉讼或者行政处理程序需要外，任何人不得查阅或者复制该保密信息”……登记公告后，公众可以请求查阅的是纸件，对于已经投入商业利用的布图设计纸件中涉及的保密信息，除侵权诉讼或行政处理程序的需要，不得查阅或复制；对于电子版本，同样除侵权诉讼或行政处理程序需要外，任何人不得查阅或复制。从上述规定内容可以看出，无论在登记过程中还是登记公告后，对含有布图设计全部信息的电子版本和已投入商业利用的布图设计纸件中的保密信息均没有对公众无条件全部公开的要求。

一张登记证并不能当然换取对集成电路布图的全权保护，而只是侵权之诉中举证的第一步——权利基础存在的证明。也正因为不公开审查，登记不等于形成法律壁垒自动保护，权利人仍然只能对相关信息以商业秘密的形式进行补强保护。

02发明专利+商业秘密

根据“麒麟芯”发布的产品信息，新手机搭载的芯片已经达到了7nm的技术标准。外界对于实现7nm技术的猜测主要来源于两种可能性：

猜测一：通过2张芯片堆叠实现7nm的效能

已经有用户拆解机器以后发现纯国产双层麒麟芯，华为放弃了受制裁的“高通骁龙”芯片，外界猜测华为是通过堆叠两张14nm的芯片实现7nm的效能。这种猜测似乎也能通过华为名下的专利“芯片堆叠结构及其形成方法、芯片封装结构、电子设备（CN116504752A）”窥知一二，在本专利的申请文本中披露的信息包括：通常通过将每个芯片堆叠在彼此的顶部上并且通过堆叠键合工艺使它们互连或对它们进行布线，从而进一步满足芯片堆叠结构高集成度、小尺寸和优异性能的需求。

但是两张芯片并不意味着使用到堆叠技术，而且华为也对堆叠实现7nm技术标准予以否认，目前也仍然无法从拆解的过程中证实堆叠实现7nm的连接方式和可能的制作工艺。

猜测二：国产7nm芯片

经拆解，麒麟芯的晶体管密度已经接近台积电的第一代7纳米工艺水平。受制裁的台积电已经达到7 nm的量产水平，但外界推测同样的效能中芯国际等供应商的产品也基本能够实现。因此可以推测麒麟芯仍然是基于接近7nm的制作工艺，但通过其他设计、光刻、封装等手段实现接近台积电7nm水准的产品。但目前即使通过拆解手机，也无法发现到底是通过设计还是通过封装手段实现7nm的效果，华为也并没有对这个问题做出回应。而这部分无法通过反向工程轻易发现的领先技术无疑作为商业秘密保护更加有效。

三、IC封装测试阶段知识产权布局：专利+商业秘密

基于上文中的猜测二，可以进一步推断“麒麟芯”和华为的研发重点并不是芯片“堆叠技术”而是自主研发更小的国产芯片，实现7nm，甚至更小芯片的效能，并投入量产。本着这一技术主题，笔者初步检索了华为名下的相关专利，可以发现多件专利已经布局到位。

（一）从专利申请探索华为在芯片封测环节的研发方向

1、晶体管的制备方法和晶体管（CN116266536A）——生产更小的晶体管、更小的基板

本专利是提供一种晶体管的制备方法，主要“针对High-K Metal Gate工艺进行改进，具有简化的工艺步骤，可有效缩短生产周期，降低成本”。

从理论来说，这样可以降低整体的生产难度，提升不少良率，进而大幅降低成本，华为的初步预估是每片晶圆至少可以节省 20 美金。[4]

2、一种集成电路及其制作方法、场效应晶体管（CN116636017A）——实现更多样化、更复杂的晶体管效能

本专利提供了使不同类型的场效应晶体管集成到一个集成电路中的方法，并能让场效应晶体管发挥最优效能。比如，如果“集成电路中的场效应晶体管包括GAAFET和FinFET，由于现有技术在制作时需要分别单独制作FinFET的沟道区的半导体层和GAAFET的沟道区的半导体层，从而导致集成电路的制作过程比较复杂，提高了生产成本。”本专利的方法将简化不同类型场效应晶体管的制作过程，降低生产成本。

华为的做法相当于，在一个集成电路中，根据需求来设计 FinFET 和 GAAFET 或 Forksheet FET ，比如输入输出电路、模拟信号处理电路用 FinFET ，逻辑电路用 GAAFET 或 Forksheet FET ，存储电路可以任意选择一种。这样一来，就可以最大程度地发挥不同晶体管结构的性能。[5]

3、反射镜、光刻装置及其控制方法（CN202110524685.X）——自主实现半导体行业最稀缺的技术手段

光刻技术是将设计好的晶体管“微雕”到基板上的过程。光刻机及其技术在半导体行业就像皇冠上的宝石，能够制造光刻机的企业极少，目前顶尖的光刻机制造商是荷兰的ASML。该公司也曾表示，即使将光刻机图纸完全公开指出，其他厂商也无法制造出一台性能相同的光刻机，因此过往半导体行业对ASML极度依赖。而华为目前披露的专利中竟然也包含了绝大多数企业不敢涉及的光刻技术。

“随着半导体工艺向7nm及以下节点的推进，极紫外(extreme ultraviolet，EUV)光刻成为首选的光刻技术……本申请提供一种反射镜、光刻装置及其控制方法，能够解决相干光因形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。一种光刻装置，该光刻装置通过不断改变相干光形成的干涉图样，使得照明视场在曝光时间内的累积光强均匀化，从而达到匀光的目的，进而也就解决了相关技术中因相干光形成固定的干涉图样而无法匀光的问题。”

虽然本专利并未涉及核心的光刻工艺和设备，真正的核心光刻技术和设备自然更适合以商业秘密保护。但华为在光刻技术上的专利布局看得出华为对于半导体行业想要“一览众山小”的野心和实力，因此外界猜测的麒麟芯是来自华为松山湖工厂的自产芯片的消息也并非空穴来风。

（二）匹配技术研发成果的知识产权战略布局

企业的研发方向和技术主题必然能从专利申请中找到线索，但申请的专利中披露的技术方案不一定是权利人的研发成果的真实体现。此外，实验室中研发的芯片包含的技术方案不一定能应用到量产。专利中的技术方案往往具备一定的前瞻性和片面性。在研发成果布局时往往不会在专利申请中披露核心技术。因此，半导体产业，围绕着核心的、无法反向工程而被轻易发现的设计工艺、制备工艺，往往采用商业秘密进行保护，而将容易复制、技术门槛低、容易被反向工程发现的技术方案应当通过专利筑起更高保护壁垒。

[1] 半导体产业纵横微信公众号：九林，《刀光剑影的半导体专利之战》

[2]（2019）最高法知民终490号案件判决书

[3]同上

[4]差评微信公众号：托尼，《我们翻到了几个华为的芯片专利，属实有点意思》

[5]同上

文：周文洁

本文为星瀚原创，如需转载请先联系。