專利視角下我國光刻技術發(fā)展現(xiàn)狀分析

黨思宇 孫曉雅

核心技術的發(fā)展定離不開現(xiàn)代社會數字信息產業(yè)，而信息產業(yè)的進步則離不開微電子技術，微電子技術也叫作半導體集成電路芯片制造技術。在芯片生產過程中最關鍵的技術就是光刻技術，光刻技術是指在光照作用下，借助光致抗蝕劑(又名光刻膠)通過顯影、刻蝕等一系列步驟而將掩膜版上的圖形轉移到基片上的技術[1]。在知識經濟時代，專利不僅是衡量技術發(fā)展的重要指標之一，也是最重要的戰(zhàn)略資源。本文基于專利分析的視角，運用PatSnap 數據庫對我國（除港澳臺外）光刻技術領域的專利現(xiàn)狀進行相關的可視化分析，得到結論，并提出發(fā)展的相關建議，有助于我國光刻技術發(fā)展創(chuàng)新，以期為光刻技術領域人員提供參考。

一、數據來源與方法

以智慧芽（PatSnap）全球檢索分析數據庫作為數據源，該專利數據庫深度整合了全球海量的專利數據，更新速度及時，專利信息全面，便于研究人員了解行業(yè)專利發(fā)展情況。筆者調研了大量與“光刻技術”主題相關研究文獻后，參考了毛薦其等學者[2]的檢索式，對光刻技術領域相關詞匯細化，對其進行刪減、合并后進行高級檢索。檢索截止日期為2023 年3 月6 日，以(照相平版印刷品 OR 光刻OR平版印刷OR 光刻技術OR 微平版印刷OR 掃描儀) AND(鏡頭OR 光致抗蝕劑OR“光掩膜”O(jiān)R duv OR euv OR極紫外線)構建檢索式，將檢索國家范圍限定為“中國”，得到檢索結果68501 條。經過同族專利合并及去重后，最終得到42587 條專利結果。采用文獻調研法和專利計量分析法，首先對國內光刻技術專利和非專利文獻進行研究，掌握光刻技術領域的發(fā)展歷史、當今現(xiàn)狀，以及該技術遇到的瓶頸和發(fā)展趨勢等，根據專利數據進行可視化分析，從而提出提高其競爭力的對策和建議。

二、結果分析

（一）地域分布

我國光刻技術專利主要集中在上海、廣東、江蘇、北京，其專利授權數量均為2000 件以上。其中，上海的專利數量最多為2305 項同族記錄，查詢到上海最為活躍的申請人是中芯國際集成電路制造（上海）有限公司，該公司光刻技術專利主要圍繞硬掩膜層和晶體管展開。其次是廣東省，專利授權量為2209 項，專利數量最多的企業(yè)是華為技術有限公司，研究領域為極紫外光、光刻機、光刻系統(tǒng)等。其余省份相關專利授權數量較少，應挖掘各省科研潛力。

（二）重點申請人分析

首先，從競爭類型主體來看，專利申請較為集中，企業(yè)是我國光刻技術專利的主力軍，這說明現(xiàn)在的技術創(chuàng)新依舊是以企業(yè)為主，產學研合作體系還未成熟，應該加強建設此體系。光刻技術專利申請前十的企業(yè)主要分布在上海、北京，其余省份相對較少。位居榜首的中芯國際集成電路制造（上海）有限公司擁有754 項相關有效記錄，是相關專利數量最多的公司。這表明該企業(yè)對于光刻技術研發(fā)能力較強，擁有較為成熟的技術，其相關專利研發(fā)領域應用學科多為半導體、感光材料加工、照相制版加工裝置與電固體器件等。其次是上海微電子裝備（集團）股份有限公司，擁有646 項專利族，應用領域主要為圖紋面的照相制版工藝等。其余專利申請人的申請數量較為接近。

（三）技術領域分布

IPC 分類是目前國際通用的唯一專利文獻分類和檢索工具，它是按照發(fā)明創(chuàng)造的主題為特征進行分類的，它也可以顯示出每項專利所涉及的技術領域。根據IPC 分類小類，對我國光刻技術專利數量前十的技術領域進行了統(tǒng)計歸納。可以明顯看出我國光刻技術專利主要分布在G（物理）以及H（電學）二類。G 類主要包括光學原件、半導體的加工制作技術等；H 類主要包括半導體器件和材料、晶體管、圖像通信。數量最多的是H01L 類，半導體器件是光刻技術的重點研發(fā)領域，其次是G03F 類，圖紋面的照相制版工藝，第三是G02B 光學元件、系統(tǒng)或儀器，這三類是當前的重點研發(fā)領域，也充分反映出近些年光刻技術的蓬勃發(fā)展。

（四）法律狀態(tài)分析

通過專利法律狀態(tài)可以了解到目標專利的當前狀態(tài)，避免非必要的經濟損失，對于研發(fā)而言，能夠獲取現(xiàn)有技術的發(fā)展水平和方向、科研程度，規(guī)避不必要的科研損失。專利法律狀態(tài)一般可分為三種狀態(tài)：不穩(wěn)定、相對穩(wěn)定和穩(wěn)定。當專利申請?zhí)幱谡趯彶榛蛘叩却校蛯儆诓环€(wěn)定狀態(tài)，也叫作公開或實質審查。專利申請經審查后“授權”，因沒交年費或書面聲明放棄專利權等原因而“終止”，以及專利保護期“屆滿”是相對穩(wěn)定狀態(tài)；專利申請“撤回”“視為撤回”，專利授權之后的“放棄”“視為放棄”，審查中“駁回”及專利權“無效”或者被“撤銷”則屬于穩(wěn)定狀態(tài)[3]。根據智慧芽數據庫檢索結果分析，光刻技術領域授權專利占比為37.11%，實質審查專利占比24.25%，發(fā)明申請專利占45.22%。光刻技術失效專利占比尚可，其占比為36.23%，導致失效的原因包括撤回、駁回和沒有繳納年費，分別占 12.59% 、4.98%、16.32%。可見光刻技術的專利保護意識和管理能力尚可，專利質量和授權率可以進一步提高。

三、研究結論與發(fā)展建議

（一）研究結論

從地域分布來看，我國光刻技術主要集中在上海、北京、廣州、江蘇，專利授權量分布不均勻，其余省市差距較大，因此也頗具科研技術潛力。

從申請人角度來看，雖然我國申請人對于光刻技術專利的積極性較強，但是存在的問題是科研機構聚集過于明顯，并無明顯的高校和個人申請，因此可以鼓勵更多的高校和科研院所加入光刻技術調研，企業(yè)公司可以和各個高校以及科研院所進行產學研深度融合，加速專利成果轉化為強大的生產力，服務技術領域。

從技術領域來看，圍繞物理和電學領域呈現(xiàn)發(fā)散式分布，涉及技術領域眾多，并且各領域之間無明顯界限。我國的光刻技術領域集中在H01L 和G03F 二類，光刻技術的發(fā)展以光學、化學等基礎學科為根本，與光刻膠技術、曝光方式、掩膜制造等許多應用技術互為補充。

從專利法律狀態(tài)來看，光刻技術專利失效專利占比不算高，但應該繼續(xù)降低，加強專利知識產權意識。此外，申請專利時需要對發(fā)明專利進行公開，以此申請法律的有效保護。由于專利保護的時間期限問題，企業(yè)大多采取商業(yè)秘密等更容易的手段進行專利保護，但若遭遇侵權，維權難度會加大。為了更好促進光刻技術領域的發(fā)展，必須加強產權意識，完善專利布局，促進光刻技術的轉型升級和高水平發(fā)展。

（二）發(fā)展建議

1.提高研發(fā)創(chuàng)新能力。光刻技術是包含光刻材料、裝置、工藝等的一系列技術的技術。我國高端的光刻膠主要依賴進口，因此應該對光刻膠產業(yè)進行整合，避免低效率的研究模式，進行國內自主創(chuàng)新。EUV 光刻膠是EUV 光刻能否應用在7nm 以下先進工藝節(jié)點的核心關鍵條件，其重要程度不言而喻。在國外，技術成熟的光刻膠企業(yè)逐年加大對EUV 的研發(fā)力度，但我國相應專利研究較少，因此必須提高國內研發(fā)創(chuàng)新能力，提高光刻膠自給率，國內各級政府可以給予經濟和政策支持。

2.完善人才引進制度。每個領域的健康發(fā)展都離不開人才。我國光刻科研教學機構應當進一步完善光刻技術相關人才引進制度，提供更高的薪酬待遇和福利來吸引并留住高素質領域人才，提高光刻技術的人才儲備。集成電路已經被國家學位委員會設置為一級學科，因此應該不斷加強學科建設，合理配置教育資源，令人才培養(yǎng)與產業(yè)發(fā)展需求相匹配。在培養(yǎng)我國光刻技術領域優(yōu)秀人才的基礎上，引入國外優(yōu)秀人才，積極推進高校、企業(yè)、研究機構等創(chuàng)新主體開展科技交流與合作，提升集成電路領域的科技創(chuàng)新能力，促進產業(yè)成果轉化。

3.加強產學研深度合作。根據申請人分析的結果，我國光刻技術的申請人類型較為集中，企業(yè)成為科研的主力軍。因此，可以加強政府引導，支持企業(yè)公司和各大高校院所通過合作開發(fā)、委托開發(fā)等方式來共同設立研發(fā)組織、技術創(chuàng)新聯(lián)合體等方式。必須要深化加強產學研合作，充分集合光刻技術領域創(chuàng)新資源，利用各個機構的發(fā)展優(yōu)勢，打造出符合國內市場需求的產學研協(xié)同創(chuàng)新新型機制，有效促進高校院所創(chuàng)新成果的轉移轉化和中國光刻技術領域專利的創(chuàng)新能力提升。

4.大力發(fā)展領域專項。60 年來，光刻技術經歷了掩膜版、光源方式和光刻膠材料的轉變與探索。我國光刻技術的發(fā)展依然任重道遠。我國政府在2021 年后提供了新的有關光刻技術的重大專項，此外還推進未完成專項繼續(xù)發(fā)展執(zhí)行，因此應該在總結短板的基礎上，大力發(fā)展國家關于光刻技術的專項和高水平專利，爭取在高端存儲器、傳感器和5G 等關鍵技術上取得突破與進展，提升專利價值，激活我國光刻領域的科研活力。中國軍轉民