來源：內容由半導體行業觀察（icbank）編譯自「mynavi」，謝謝。
法國的半導體市場調查公司――Yole Développement旗下的知識產權（IP, Intellectual Property，以下簡稱為“IP”）調查公司――KnowMade近期公佈了GaN-on-Si相關的專利申請動向的文章，《硅基氮化鎵專利情況分析2020版（GaN-on-Si Patent Landscape Analysis 2020）》。文章指出，以日本企業為中心的傳統企業的IP獲取數量逐步減少，取而代之的Intel、中國的新興企業等的專利數量不斷增加。
GaN-on-Si（硅基氮化鎵）的應用領域主要有三個方面
GaN-on-Si（硅基氮化硅，包括特性類似的新一代材料：AIN、Ga2O3、GaSb、InSb 、Diamond）的主要應用領域有：包括Laser Diode& LED在內的Opto-electronics·Photonics（光電子學·光子學）、Power Device（功率元件）、RF Device（射頻元件）。
GaN-on-Si以及類似的新一代材料的應用範圍。（圖片出自：Yole Développement）
就在各個應用領域中申請專利的企業而言，KnowMade對以下企業進行了分析:雖是重要的IP申請企業但現在IP取得數量較少、是重要的IP申請企業且目前也在積極申請IP、新興的IP申請企業。KnowMade表示，就GaN-on-Si的相關專利中，曾經一直領先於其他公司的東芝在2015年從白色LED市場中撤出，同樣領先於其他公司的International Rectifier(IR，美國國際整流器公司，以下簡稱為“IR”)被Infineon Technologies（英飛凌科技）收購，因此東芝和IR兩家公司的收購事宜給專利申請活動帶來了巨大的影響。
2010年-2015年期間，關於GaN-on-Si Power Device，除了IR之外，Transphorm、松下、GaN Systems等第一批先進企業已經開始生產樣品、並且開始商用化，2015年以後，
ON Semiconductor（安森美半導體）、Dialog（戴濼格半導體）、Navitas（納微半導體）等企業相繼加入。現在，以STMicroelectronics（意法半導體）為首，多家企業都提高了對GaN-on-Si的關心程度，預計未來加入的企業會繼續增多。 GaN-on-Si相關企業的專利申請分析圖。（圖片出自：Yole Développement/KnowMade）
在新的應用領域中，IP申請活動火熱
關於GaN-on-Si專利申請活動，在20世紀90年代後半期，主要以LED應用為主。此時的GaN-on-Si LED的IP主要是日本企業之間的競爭，步入2005年-2009年，Bridgelux（普瑞光電）、Micron Technology（鎂光科技）等美國企業，同時，像Lattice Power（晶能光電）這樣的中國企業也開始申請IP。隨著以上這些企業的加入，日本企業的IP申請活動逐步減少，結果導致日本企業的Portfolio（投資組合）的規模逐漸萎縮。此外，只有東芝在2010年-2015年期間持續增加專利申請數量，且在2013年收購了Bridgelux（普瑞光電）相關的資產，不過，東芝最終還是在2015年決定撤退LED業務。如今，在LED相關領域中主要的IP申請企業為：Samsung Electronics（三星電子）、Osram（歐司朗）、以及作為新興企業的Zhongtuo Optoelectronics（中拓光電）。
但是，如今專利申請相關的戰場主要是集中在顯示屏（Display）相關的新型應用（Application）方面。以採用了納米線（Nano Wire）技術的Micro LED和智能（Smart）照明為中心的More-than-Moore市場方面的應用尤其引人注目，僅看2019年這一年，新一代顯示屏（Display）、智能（Smart）照明方向的低成本、小型的GaN-on-Si Nano Wire·Micro LED 相關的專利申請數量尤其多。
在中國企業存在感增強的Power Device（功率元件）領域
在功率元件領域，Infineon Technologies在2015年收購了IR,其專利數量驟增；收購IR以後，Infineon Technologies又獲得了松下的HD-GIT科技的許可證（License），以謀求強化其IP,增加其存在感。緊追Infineon Technologies的Transphorm 也在2010年-2015年期間，與富士通和古河電工確立了IP夥伴關係（Partnership），正逐步加快IP的步伐。
功率電子（Power Electronics）領域的專利獲取活動在2017年迎來了高峰期。聚焦GaN-on-Si技術的各個側面，包括FMIC（深圳方正微電子有限公司）、Innoscience（英諾賽科）、Shenzhen Jing Xiang Technologies（
深圳晶向科技有限公司）、北京大學、華南理工大學（South China University of Technology）在內的中國方面的企業單位積極參與，帶來了2017年的高峰。
GaN-on-Si相關專利申請件數的應用領域以及推移表。 （圖片出自：Yole Développement/KnowMade)
GaN-on-Si Power Device的IP企業，縱軸為專利獲取件數、橫軸為申請中的專利件數。（圖片出自：Yole Développement/KnowMade）
Intel和Macom主導的RF領域
在Infineon收購IR的時候，Macom也獲得了IR的GaN-on-Si相關的一部分IP，並持續開發GaN-on-Si RF Device（射頻元件），持有20多項專利，成為了IP的主要活躍企業。另一方面，富士通也是長年持續進行研發，並持有40多項專利，近年來，其存在感卻逐步在淡化。目前，RF領域的主要專利申請企業是Intel，據說Intel正在研發一種新的方法（Approach）來實現統籌新一代System LSI的RF Device和Si CMOS的Monolithic(單片集成)。
Intel的RF GaN-on-Si IP Portfolio（構成）主要用於SoC的III-N晶體管、RF Switch、超短渠道長度（Channel Length）、Field Plate（場板）、以及III-N / Silicon Monolithic IC相關的產品，其中75%的專利為以下：17項在美國申請中、20項在臺灣申請中。
富士通的IP Portfolio（構成）為以下：可以封裝在包括SiC在內的其他基板或者其他應用的發明、GaN-on-Si材料、尤其是以緩衝層（Buffer）為焦點的產品居多，與Intel一樣，富士通也在確立全球性的專利戰略。據KnowMade分析，相比之下，Macom的專利戰略一直停滯於
美國國內，未來Macom也要走上國際化的道路。就Power Device而言，Si和GaN的成本差距是多少？
Yole的化合物半導體、新材料技術·市場分析師Ezgi Dobmus先生表示說，過去數年間，在功率電子（Power Electronics）行業，人們對於性能出色的GaN HEMT的關注度持續高漲。除了以革新技術為武器的新興企業以外，功率電子（Power Electronics）行業的幾乎所有的IDM都正在提案具有高電力、高功率、小型的GaN-on-Si元件（Device）。
但是，GaN-on-Si HEMT元件在中等耐壓方面，與Silicon·Super Junction（SJ）MOSFET的成本/效果形成“競爭狀態”。Yole旗下子公司System Plus Consulting的Device Reverse Engineering（元件逆向工程）負責部的部長Elena Barbarini先生表示說：“Silicon SJ MOSFET的成本還比較高，技術方面也有令人感興趣的地方。但是，在GaN的Epitaxi al（外延片）方面能夠獲得出色的性能，如果越來越多的企業投入GaN-on-Si元件的話，芯片的設計、驅動（Driver）的集成、以及封裝等所有的領域都可以有望減低成本，期待越來越多的企業加入。”
GaN-on-Si HEMT和Super Junction（SJ）MOSFET的成本、性能的比較。
（圖片出自：Yole Développement/Systems Plus Consulting）此外，為促進GaN Device的普及，Rohm（羅姆）自2018年開始與競爭對手――GaN Systems進行合作。另外，Rohm（羅姆）在2020年1月15日公佈說，其旗下子公司――SiCrystal為STMicroelectronics（意法半導體）提供SiC晶圓。據說是為了促進SiC的普及。就以GaN、SiC為代表的新一代半導體材料而言，整個業界都在致力於削減成本、推廣普及，可以說這是攻破Si堅固牙城的唯一良策。
閱讀更多 半導體行業觀察 的文章
