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感測器/MEMS  

剖析CMOS影像感測器領域主要廠商的IP策略

上網時間: 2006年06月01日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:CMOS影像感測器  商品市場  IP  專利  CMOS image sensors 

CMOS影像感測器依然是半導體產業中成長最快的市場之一。手機、光學滑鼠以及類似產品在過去幾年中驅動該市場不斷穩定成長,未來還將繼續蓬勃發展。CMOS影像感測器2004年總營收比前一年成長65.9%,預計2007年將達46.4億美元。

市場的持續成長,以及公司之間大量的購併案(如MagnaChip購併IC Media)都顯示CMOS影像感測器將很快轉變成一個大眾化的市場。目前影像市場的領導者是安華高科技(Avago)、Omnivision、意法半導體和MagnaChip。當CMOS影像感測器成為大眾化產品之際,利潤空間將大幅縮水。生存下來的公司將利用自己的IP以期達成市佔率最大化目標。那麼,在向大眾化市場轉變的過程中,誰將佔據最有利的IP地位呢?

這是一個難以回答的問題,因為專利的研究是一個不精密的科學。在專利發佈的時候所有權文件可能會有遺漏。在描述有待審議的發明時,使用非產業標準的詞彙可能會掩蓋申請者的真實意圖。而且,IP不一定會跟隨業務分割或者合併及收購的軌跡。然而,仔細建構的關鍵詞搜尋以及有相當根據的假設,則可清晰準確地描述IP。

在直接與改進傳統簡單CMOS影像感測器的技術有關的專利方面,美光、英特爾、柯達和MagnaChip等公司顯然是領導者。

美光透過2002年對Photobit的收購積極進入CMOS影像感測器市場,因而確立了其專利方面的主導地位。Photobit是一家從加州理工學院獨立的公司,曾被認為是現代CMOS影像感測器的先驅。美光利用Photobit的專利基礎,透過歸檔延續的專利申請,開發了目前大量的專利。這為現有產品設立了相關的專利文件,並保持更早的日期優先權優勢(如申請進入專利程式的最早日期)。美光這一策略更像是用來彌補自己在基礎IP方面比較晚進入CMOS影像感測器市場的不利條件。

圖1:美光公司的CMOS影像感測器畫素單元,在成本和功耗方面可與CCD競爭。

作為一家擁有晶圓廠的IDM,美光把專利的一部份用來保護製造方法。Semiconductor Insights估計,美光的CMOS影像感測器專利中大約有40%是與專利製造方法直接相關。假設美光進入CMOS市場的策略是為了補足貶值的DRAM產品線,它這麼做並不令人驚訝。當CMOS影像感測器成為大眾化產品的時候,這些專利將可能變得非常重要。

英特爾已於2000年退出CMOS影像感測器領域,並沒有實際進入該市場,但它在退出之前卻申請了大量IP。它擁有最多與CMOS影像感測器直接相關的專利數量,看來應該在專利方面排名第二。大家都在猜測某個IP在即將到來的大眾化市場中可能扮演何種角色。Semiconductor Insights的研究顯示,其專利組合似乎是全方位的,其中最大一部份是製造方法,佔全部專利組合的25%。

柯達在2004年決定停止銷售傳統相機,轉而把精力集中在數位相機上。其CMOS影像感測器單元是在四電晶體(4T)畫素結構中的鉸接(pinned)式光電二極體,目前該結構具有約八項專利。由於業界正朝著不斷提高填充因子(fill factor)方向邁進,4T畫素結構可能不再是優選方案。

鉸接層的概念是有些基礎的,業界大多用它來改善畫素單元中的訊息噪音比。柯達在該領域擁有非常多的專利,能夠掌控產業界的使用。

柯達精明地為畫素單元間共享元件的使用申請了大約10項專利,因而為未來發展搶佔先機。柯達的專利組合主要集中在對影像感測器單元以及其替代方案的保護方面,佔專利總數約35%。由於柯達已經在該技術周圍設立起專利壁壘,如果業界轉向採用柯達公司的方法,將可能面臨很大的障礙。

MagnaChip半導體在專利內容審查上遇到了一些困難,因為在它完全脫離Hynix半導體公司之前,2003年時曾進入CMOS影像感測器市場。此外,該公司還於2005年收購了IC Media,以致力強化IP、市場地位以及可發展資源。來自於Hynix或是IC Media的專利是否轉移給MagnaChip以作為分割獨立交易的一部份並不清楚,但是我們最好假設這是很有可能的。多宗大規模購併與分割案的出現,常使得難以對IP進行深入研究,這是因為很不容易查明這些IP的實際歸屬權。

也就是說,如果我們假設CMOS影像感測器專利在MagnaChip自Hynix分割出來後時是由MagnaChip保留,那麼MagnaChip的專利似乎自1999年以來就在持續發展。與柯達或美光公司不同的是,CMOS影像感測器專利並不是MagnaChip基本實力的核心部份。另外,與美光相似地是,MagnaChip的專利組合中,大約有40%專注於製造製程。

圖2:CMOS影像感測器在IP領域享有統治地位。

MagnaChip似乎針對競爭對手已開闢的研究領域提出專利申請,以期在該研究領域中製造部份障礙。例如,美國專利USP 6,756,618涉及了一種影像感測器,它們依靠主動區的矽深度作為感測器的色彩過濾器;該研究領域大多視為屬於Foveon公司的實力範圍。

總而言之,MagnaChip的專利組合似乎是不連貫的(fractured),依靠單一專利申請來處理一些概念,而不是用連續和分案申請來保護一個創意。這種方法像是一種廣度對深度的策略,依靠更多的專利覆蓋不同的主題以確保它們未被侷限在某一種方法。

這種策略具有價值,在任何一個領域都不會有重大風險,基於同樣原因而常用在投資領域。但是只有在其它公司都使用同樣策略時這種方法才奏效。如果競爭對手在他們各自的專業領域(例如在深度方面)孤注一擲,那麼該公司將受到沈重的打擊,也就是說,從安全‘廣度’策略中獲得的報酬可能大幅縮減。

安捷倫科技(現為安華高科技)已持續數年在CMOS影像感測器領域中享有領導地位,但是它並未成為專利申請的領導者。我們的研究顯示它在專利方面總體排名第七。一位市場領導者缺少足夠的專利相當罕見,這可能會招惹一場合法的攻擊。

與MagnaChip類似之處,安捷倫的專利文件也是不連貫的,包括了許多單一的專利。安捷倫似乎受到抑制,無法進行連續申請或分案申請。也因此,它的專利集中在製造技術方面,佔總數的35%左右,這有點不尋常,因為據一般人所了解,安捷倫的CMOS產品乃是仰賴台積電、聯電和意法半導體進行生產。

雖然一個產業或一家公司的命運不能單單由IP實力來決定,但IP實力提供的一些因素確實可以幫我們判斷產業方向。如今,我們的研究顯示,美光和柯達處於優勢。未來五年內,一旦CMOS市場轉變成大眾化市場,這兩家公司毫無疑問必然會因獲利高於其他業者而面臨訴訟。

作者:Michael McCartney

專利服務部經理

Email:michaelm@semiconductor.com

Semiconductor Insights公司

   




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