半导体器件分析
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半导体器件分析范文第1篇
关键词 半导体器件 半导体物理 教学思考
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2017）02-0058-02
随着半导体技术的发展，微电子技术已渗透到渗透到国民经济的各个领域。《半导体器件物理》是微电子技术的理论基础，是理解半导体器件内部工作原理的课程，是分析器件物理结构、材料参数与器件电学性质之间的联系，其提供了半导体物理与电子电路设计间的物理逻辑与数学联系，是基于CMOS工艺设计集成电路的必备知识。因而，在教学过程中，如何将物理图像、数学模型与电子电路设计间的关系讲解清楚，让学生从物理和集成电路设计的角度深层次理解半导体器件成为授课关键。
一、教学内容与预期
《半导体器件物理》是微电子科学与工程专业的重要专业基础课程，是在半导体物理课程基础上继续开展器件物理的分析、建模和应用，具有物理理论抽象、概念细节多、半导体物理与电路等学科知识相交叉等特点，学生学习较为困难。基于此，本课程授课以施敏先生著的《半导体器件物理》为主要教材，依据教学大纲和学生未来的工作实践，对《半导体器件物理》课程教学内容进行了调整、充实和删减。具体来说《半导体器件物理》教学内容可分为以下几部分：1）介绍半导体材料、PN结、半导体表面的特性等，2）讲解双极型、MOS型晶体管的结构和工作原理，3）分析几种有重要应用的半导体器件，如功率MOSFET、IGBT和光电器件等。[1，2]期望学生接受教学后的预期能力：1）能够深入理解半导体器件关键物理概念和能带理论；2）能够将半导体物理与半导体PN结的行为结合起来理解分析；3）能够以半导体PN结为基础理解几种不同的半导体器件；4）能够理解和提出新型半导体器件设计中的关键物理和电学问题。
二、教学方法及学生能力目标
本课程以课堂授课为主，同时引入小组和班级讨论、课后建模实践等互动教学方法，培养学生构建器件物理图像、建模和与电子电路设计综合联系的能力，独立发现、分析、解决器件问题的能力。同时基于《半导体器件物理》课程的特点，在教学手段上采用板书公式推导与多媒体器件模型演示为主，网络教学资源为辅，同时邀请集成电路产业半导体器件资深专家讲座等形式，提高学生掌握知识和设计实践的能力，提高教学质量。让学生渐进达到如下能力：（1）知道基本概念，（2）从理论上理解和解释，（3）能够根据器件理论做出计算、模拟和实际的器件应用，（4）对器件进行综合、设计、分析；（5）对器件能够从物理和电学的角度做出专业评价。
三、学生学习效果评价方式
为了客观评价每个学生的实际学习效果和激励学习兴趣，改革评价方式是十分必要的。在期末闭卷考试基础上，对成绩评价方式作如下新探索：增加平时成绩比例，每个月进行一次小测试，针对几个集成电路广泛应用的建模理论和半导体器件，要求学生从半导体物理的角度作出独立的分析报告，可以在课后查阅文献资料，并在后续课堂上进行交流讨论，增强学生独立思考与实践动手能力，培养学生深度器件分析能力。
课堂教学改革需要教师不断思考、总结与创新，即要传授知识，又要与学生互动反馈，让学生更深刻迅速的理解专业知识，并能灵活的实践运用。
参考文献：
[1]施敏等，耿莉等译.半导体器件物理[M].西安：西安交通大学出版社，2008.
[2]Donald Neamen著.赵毅强等译.半导体物理与器件[M].北京：电子工业出版社，2013.
[3]杨虹等.面向21世纪的微电子技术人才培养-微电子技术专业本科生教学计划的制订[J]，重庆邮电大学学报，2004.
半导体器件分析范文第2篇
关键词：城市轨道车辆 辅助供电系统 辅助逆变器
中图分类号：U270.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）02（b）-0003-02
城市轨道车辆的辅助逆变器是城市轨道车辆上的一个重要电气设备，其主要功能是为车辆上的低压设备提供不同的电压和不同的功率，辅助逆变器的正常工作直接关系到车辆照明系统、空调系统及风机系统等部件的使用性能。此外，城市轨道客车输出的电能质量会直接影响到车辆运行的安全性。
1 城市轨道交通电客车辅逆系统常见故障分析
1.1 轨道客车弱电半导体器件引起故障
在城市轨道交通电客车辅助逆变系统中使用了大量的弱电半导体器件，因此由于弱电半导体器件引起的辅助逆变系统故障是较为常见的故障类型。当弱电半导体器件发生失效故障时，会直接导致系统发生部分功能丧失，严重时甚至会导致系统发生完全性的功能丧失。引起辅助逆变系统中弱电半导体失效的原因有很多，其中包括弱电半导体器件本身的可靠性、工作环境、组装方式及工作条件等，随着生产工艺的不断发展，弱电半导体器件的质量得到了显著的提升。此外，针对外部因素导致的弱电半导体失效问题，需要相关轨道客车技术人员在实际操作的过程中注意辅助逆变系统的温湿度、静电保护、机械保护和过电应力失效等。
1.2 轨道客车电力半导体器件引起故障
强烈的电浪涌干扰是城市轨道客车辅助逆变系统在实际工作中不可规避的问题，这种强烈的电浪涌会给半导体器件造成严重的损坏，因此由于电力半导体器件而引起的辅助逆变系统故障发生的比例最高。为了提高轨道客车辅助逆变系统工作的稳定性，就需要为其配备相应的保护装置。此外，在保护装置设计的过程中，人们对器件保护措施的认识不足也会引起电力半导体器件的失效，从而导致轨道客车辅助逆变系统发生功能性故障。
1.3 轨道客车电容器引起故障
为了提高辅助逆变系统输出压的稳定性，常在系统中使用具有稳压功能的铝电解电容器，通过总结实际的工作情况发现，由于铝电解电容器失效而引起的辅助逆变系统故障也是常见故障之一。铝电解电容表面的氧化铝保护膜会在实际的使用过程中发生损坏，虽然其本身具有一定的自愈性能，但当氧化膜被破坏的速度超过自愈速度时，电容器即使在额定电压下工作也会发生击穿事故，造成电容器的永久性损坏，在极端情况下甚至会使辅助逆变系统发生爆裂事故。
2 轨道客车辅助供电系统的选择分析
2.1 以逆变器电路原理为基准选择
城市轨道交通客车可以根据辅助供电系统逆变器电气结构的不同进行选型，通常按照内部结构的不同，可以将逆变器分为直接逆变和先经过升/降压稳压后逆变两种方式。其中，结构较为简单的是直接逆变的形式，该形式的逆变器在开关器件的选择上通常以GTO或IGBT为主，其常以受电弓或第三方作为其辅助逆变源。直接逆变的方式电路结构简单，涉及的电子元件相对较少，因此控制起来更为方便，但是在实际应用的过程中容易受到电网输入电压的影响。升/降压稳压后逆变的方式相比于直接逆变来说，可以使逆变器的输入电压稳定，因此可以为逆变器提供更加安全的保护，通常情况下其逆变器通过PWM进行控制，因此在进行选择时需要关注开关频率的问题，一方面防止由于开关损坏过高而影响到逆变器的效率，另一方面防止由于“死区”问题影响输出效率。
半导体器件分析范文第3篇
关键词 半导体分立器件；工艺制造；影响与措施；可靠性；控制
中图分类号 TN3
文献标识码 A
文章编号 1674-6708（2016） 154-0041-01
在我国，半导体分离器使用最多、最广泛的是Si和GaAs这两种器件，但在现实使用中，这两种半导体分离器会时常出现器件分离失灵的现象。造成这种现象的原因有很多，但主要原因是半导体分离器的质量不过关，影响半导体分离器质量的因素主要有生产材料、生产工艺和生产环境等，本文详细介绍了这些因素对生产半导体分离器质量的影响机理及应对措施。
1 工艺制造过程中的缺陷对器件与材料的可靠性与质量影响
在半导体分离器生产过程中，每一个工艺控制点都有可能是造成器件缺陷，尤其在材料的切割和加工过程中，包括抛光、单晶排列、光刻及扩散等工艺中很容易出现生产上的器件缺陷，除此之外，有些隐形缺陷可能会在后期使用过程中，受到电磁场、温湿度和受力冲击不均匀等因素的影响，加速老化导致分立器件失灵。以扩散工艺举例分析，在型号为P的Si矩阵中进行磷扩散工艺操作，在扩散过程中，虽然磷的立体结构与硅的立体结构同为四面体构型，但不同之处是磷的四面体结构半径要稍小于硅，这就导致了在磷的扩散过程中，排挤、压缩影响到硅的点阵排列，造成硅点阵排列错配。出现这种点阵错配之后，还会造成一系列后续影响，例如点阵排列不紧密会引入其他杂质分子的扩散并进入点阵，进一步加剧点阵的排列错配，严重时引发基区陷落效应，使半导体分离器的击穿电压大幅度减小；点阵错配造成内部产生应力，在后期使用中，受温度和电流变化影响，老化速度加剧，影响半导体器件的使用寿命。
2 关键工艺对半导体器件工艺的可靠性影响
半导体的分离器的关键生产工艺同样是考察器件制造工艺是否可靠的一项重要指标，关键生产工艺主要包括：光刻工艺、材料金属化工艺、物理干法腐蚀工艺和引线键合工艺。
2.1 光刻工艺对器件工艺的可靠性影响
光刻工艺属于一项笼统的概括说法，可细分为五项工序：曝光、涂胶、坚膜、显影和腐蚀。在光刻过程中容易出现的器件缺陷一般都是在材料的金属化层面及金属氧化层面，在这两个层面出现的缺陷一般表现为毛刺、凸起（小岛）、凹陷（针孔）和钻蚀等，这些缺陷的产生会对半导体分离器件的后期使用造成不良影响，对半导体器件工艺的可靠性造成负面影响。
2.2 材料金属化工艺对器件工艺的可靠性影响
在对生产材料进行金属化加工时，一般使用NaOH模具尖端作为加工工具，因此在拉丝模具中很容易造成Na+污染情况的发生，一旦出现Na+污染，那么在采用钨丝加热真空蒸发性金属时，就一定会出现半导体器件氧化层Na+污染的情况，当Na+污染的浓度达到5×1011～21013/cm2时，会严重影响到半导体器件的稳定性，表现为电压漂移及漏电等，对半导体分立器的使用造成不良影响。
2.3 物理干法腐蚀工艺对器件工艺的可靠性影响
物理干法腐蚀是一种非选择性的定向刻蚀，在等离子体碰撞过冲，完成对半导体材料的精细加工，这种物理干法腐蚀包括两种常用方法：反应离子刻蚀法和化学物理干法腐蚀。反应离子刻蚀对器件工艺可靠性影响主要表现在加剧分立器的反向漏电；化学物理干法腐蚀对不同的材料表现为不同的影响情况，存在较大差别。采用物理干法腐蚀处理半导体材料的机理是使用离子轰击材料，这种处理方法会改变绝缘材料的绝缘性能，对被腐蚀的半导体材料同样造成损伤影响，如果等离子体中混有高能光子，这种影响将会被扩大加重。因此，控制物理干法腐蚀对材料的不良影响，重点在于控制等离子体的能量流，在科研工作人员的长期研究中发现了两种应对措施：1）对于因稼元素扩散导致的接触失效问题，有一种很好的应对措施就是在半导体金属化层中增添一种可以阻止稼元素扩散的金属层，起到保护半导体金属化层的作用；2）对于因界面反应引起栅下沉、基区塌陷，进而导致半导体分立器失效问题，可以采用Ti、Pt、Au代替Al，Ti、W、Au代替Au，并加强对半导体金属化层的厚度的控制。
2.4 引线键合工艺对器件工艺的可靠性影响
常用的引线键合工艺有3种：超声键合、热压键合以及超声热压键合。引线键合工艺的质量高低主要参考引线粗细、引线长度、引线数量与键合位置等标准，在引线键合工艺中，不管采用哪种工艺，都会对半导体分立器的可靠性产生一定程度的不良影响，在采用超声键合工艺时容易对管芯造成损伤，因此要严格控制超声波的输出功率及振动频率，采用超声热压键合时还应注意控制芯片的键合温度，该工艺对键合时间的控制要求较高。
3 半导体分立器件制造过程中的质量控制
3.1 工艺环境控制
3.1.1 洁净室空气净化控制
在半导体分立器生产过程中，对工作环境的要求和控制很重要，分立器件的光刻宽度越窄、有源区面积越大，对洁净室净化的要求就越高，通过调查研究和统计总结，得出洁净室等级与半导体分立器件的芯片合格率的对应关系如下：万级洁净室的合格率为68%，千级洁净室的合格率为75%，百级洁净室的合格率为98%，由此可见，洁净室的净化等级越高，半导体器件合格率越高，因此，应严格控制洁净室的空气净化级别。
3.1.2 化学试剂的质最控制
在加工半导体分立器件过程中，化学试剂的纯度对器件工艺可靠性的影响很大，因此需要严格控制化学试剂的纯度和杂质含量，主要方法有：1）采用干法加工工艺，减少化学试剂的使用；2）注重化学试剂的储存条件，防止在储存过程中混入其他杂质；3）采用颗粒在线检测技术，严格控制亚微米、深亚微米工艺加工中的颗粒含量，提高半导体分立器件的质量水平。
3.1.3 超纯气体的质量控制
在实际的电子器件生产过程中，超纯气体的环境是很有必要的，我们最常用的超纯气体主要有：氮气、氢气和氧气等。这些气体的纯度对生产半导体分立器件的质量和可靠度都有着很大的影响。一般在氧化、外延、CVD、扩散、刻蚀、封装等加工工艺中的气体纯度要求达到99. 99995%以上。
3.2 防静电措施
在半导体生产制造过程中静电释放是损伤分立器件的重要原因之一，通过静电释放造成的器件轻微损伤，没有明显的外观表征，因此在老化筛选中很难检查排除，但这种隐形的器件损伤会在日后的使用中，受电流刺激和温度变化等影响，会使隐形损伤进一步扩大，缩短了分立器件的使用寿命。为减小生产过程中的静电影响，可以采取防静电措施：1）穿戴防静电或导电的工作服和鞋；2）使用防静电手环；3）操作台要陪有防静电桌垫；4）在开始工作前，员工要做静电释放，确认自身与大地的零电势差；5）对操作工具也应进行静电测试或静电释放，确保工具不携带静电。
半导体器件分析范文第4篇
关键词：热敏电阻，掺金γ-硅热敏电阻，Z-元件，力敏Z-元件，V/F转换器
一、前言
Z-半导体敏感元件﹙简称Z-元件﹚性能奇特，应用电路简单而且规范，使用组态灵活，应用开发潜力大。它包括Z-元件在内仅用两个﹙或3个﹚元器件，就可构成电路最简单的三端传感器，实现多种用途。特别是其中的三端数字传感器，已引起许多用户的关注。
Z-元件现有温、光、磁，以及正在开发中的力敏四个品种，都能以不同的电路组态，分别输出开关、模拟或脉冲频率信号，相应构成不同品种的三端传感器。其中，仅以温敏Z-元件为例，就可以组合出12种电路结构，输出12种波形，实现6种基本应用[3]。再考虑到其它光、磁或力敏Z-元件几个品种，其可供开发的扩展空间将十分可观。为了拓宽Z-元件的应用领域，很有从深度上和广度上进一步研究的价值。
本文在前述温、光、磁敏Z-元件的基础上，结合生产工艺和应用开发实践，在半导体工作机理上和电路应用组态上进行了深入的扩展研究，形成了一些新型的敏感元件。作为其中的部分实例，本文重点介绍了掺金g-硅新型热敏电阻、力敏Z-元件以及新型V/F转换器，供用户分析研究与应用开发参考。这些新型敏感元件都具有体积小、生产工艺简单、成本低、使用方便等特点。
二、掺金g-硅新型热敏电阻
半导体器件分析范文第5篇
关键词：LED；专利分析；Nichia；Cree
The U.S. patent analysis in LED field of Nichia and Cree
LUO Jia-xiu
（Ministry of Industry and Information Technology Software
and Integrated Circuit Promotion Center, Beijing 100038, China）
Abstract:Based on the U.S. patent analysis in LED field of Nichia and Cree, we found that the LED U.S. patent application quantities of Nichia and Cree both have an increasing trend in recent years; their U.S. patent technologies mainly focused on semiconductor devices with energy barrier, methods or equipment of manufacturing or processing, electrode and other components, etc; but Nichia focused more on light-emitting materials, and Cree focused more on single crystal growth. This paper also analyzed different patent strategies of Nichia and Cree, and highlighted what Chinese related enterprises could learn from them.
Keywords: LED; patent analysis; Nichia; Cree
1 引言
全球LED产业格局为美国、亚洲、欧洲三足鼎立，作为LED第一阵营内的日本日亚化学公司（Nichia）和美国科锐公司（Cree）拥有核心技术和专利，在GaN基蓝光LED、白光LED和SiC衬底等技术上处于国际领先地位。Nichia和Cree通过技术战、市场战、专利战，和其他几大LED巨头逐渐垄断了高端产品市场，已形成LED的第一梯队和专利交叉网。分析Nichia和Cree的专利布局，研究二者迥异的专利策略，对于作为LED产业新加入者的我国相关企业具有规避侵权风险、突破知识产权壁垒等重要的现实意义。
2 Nichia和Cree半导体
照明领域美国专利检索结果
采用美国专利商标局，专业的专利检索工具、公司网站信息查询和网络信息检索相结合的方式，以专利申请人作为查询对象分别对Nichia和Cree及其母公司、母公司所有的子公司、曾收购的公司进行检索查询，之后人工筛选出属于半导体照明领域的专利。
截止到2010年7月，检索到Nichia和Cree 半导体照明领域的美国专利分别为597件和735件。
3 Nichia和Cree半导体
照明领域美国专利布局分析
根据检索结果，对Nichia和Cree 半导体照明领域的美国专利布局进行分析。
3.1 公司概要
Nichia
日亚化学，著名LED芯片制造商，日本公司，成立于1956年，开发出世界第一颗蓝光LED（1993年），世界第一颗纯绿光LED（1995年），与此同时，它又是以荧光粉为主要产品的规模最大的精细化工厂商。
技术优势：①第一只商品化的GaN基蓝光LED/LD；②拥有目前最好的荧光粉技术；③拥有蓝光激发黄色荧光粉技术专利；④蓝宝石衬底外延生长技术。
Cree
科锐公司建于1987年，位于美国加利福尼亚洲。研制开发并生产基于碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、硅（Si）和相关化合物的材料与设备。公司的产品包括绿光、蓝光和紫外光 LED，近紫外激光、射频和微波半导体器件，电源转换器件和半导体集成芯片。
技术优势：①SiC基Ⅲ族氮化物外延、芯片级封装技术；②大功率芯片和封装技术。
3.2 年度申请量统计分析
图1所示的是Nichia和Cree半导体照明领域美国专利年度申请量统计。可以看出，Nichia申请专利的时间较早，始于1984年，1984年～2000年，专利年度申请量一直维持较低水平（11件以下），从2001年开始专利申请量迅速增加，2002年～2008年，专利申请量一直维持较高水平（平均年度申请73件），形成一个“平台”，其中2003年和2005年是专利申请量的两个高峰，分别为106件和93件，2009年～2010年专利申请量出现下降，可能与专利公开滞后性等因素有关，不能客观反映真实情况。总体来看，近年来Nichia半导体照明领域美国专利申请量呈稳定增加态势。Cree由北卡罗来州立大学（North Carolina State University，简称NCSU）的毕业生共同创立，其早期的技术完全来自于NCSU。Cree发展历程分为三个阶段：（1） 1987年～1998年为创立阶段，主要的发展在于寻找SiC合适的应用与产品；（2） 1999年～2003年为第二阶段，确立以LED为主要的产品，强化核心能力，建立竞争壁垒；（3） 2004年～至今为第三阶段，实现LED照明的应用，并进行照明产业的垂直整合。可以看出，Cree相当重视知识产权，早在1987年成立之初，就取得由Davis实验室的SiC研究成果专利的独家授权，之后也不断地申请积累专利。1998年～2003年Cree公司半导体照明领域美国专利申请量缓慢增加，但涨幅不大；2003年～2007年，专利申请量大幅增加，2007年专利申请量达到顶峰（169件），2008年～2010年，专利申请量出现下降。不过由于专利申请18个月后公开的限制还有部分专利申请未被公开，所以2008年～2010年的专利申请量下降不能真实反映实际情况。
由于欧盟、美国和韩国的国家半导体照明计划都是在2000年启动的，中国的“国家半导体照明计划”是在2003年启动的，所以上述申请量峰值可能与各主要国家和地区的半导体照明计划有关，即各主要国家和地区半导体照明计划的相继制定推动了Nichia和Cree相关专利加速布局。伴随着LED应用推广，Nichia和Cree的半导体照明领域美国专利申请量均在最近十年增加较为迅速，说明Nichia和Cree都很重视美国市场，积极在美国进行专利布局。
3.3 高产发明人统计分析
在Nichia公司半导体照明领域美国专利（共597件）中，前10位发明人（只考虑了第一发明人）共申请专利229件，占总数的38%。其中Nakamura和Ishida是Nichia公司进行技术创新最主要的主力军，也是半导体照明领域企业应关注的发明人，其申请的专利（分别为44件和37件）占Nichia公司全部美国专利的7%和6%。Suenaga、Kamada和Shimizu是Nichia公司半导体照明领域美国专利申请的第二梯队，其申请的专利（分别为27件、24件和21件）约占Nichia公司全部专利的4.5%、4.0%和3.5%。
在Cree公司美国专利（共735件）中，前10位发明人（只考虑了第一发明人）共申请专利287件，占总数的39%。Negley、Edmond是Cree公司进行技术创新的第一梯队，其申请的专利（分别为61件和53件）占Cree公司全部美国专利的8%和7%。Slater、VAN DE VEN、Loh、Roberts和Saxler是Cree公司半导体照明领域美国专利申请的第二梯队，其申请的专利分别为33件、29件、29件、28件和20件，分别约占Cree公司全部专利的4%、4%、4%、4%和3%。
3.4 主要主IPC技术构成分析
Nichia公司半导体照明领域美国专利主分类号涉及H部、C部、F部、G部、B部和A部技术领域的70个IPC大组，其中26.99%集中在H01L33/00，其次为H01L21/00、H01L29/00、H01J1/00、C09K11/00、H01S5/00、H05B33/00，以上6个IPC大组占全部专利的36.73%，是Nichia研发的重点技术领域。Cree公司半导体照明领域美国专利主分类号涉及H部、F部、C部、G部、B部和A部技术领域的76个IPC大组，其中29.66%集中在H01L33/00，14.47%集中在H01L21/00，其次为H01L29/00、C30B25/00、F21V9/00、 C30B23/00、 H01L31/00、 F21V29/00、 H01L27/00，以上7个IPC大组占全部专利的26.08%，是Cree研发的重点技术领域。
表1所列的是Nichia和Cree 半导体照明领域美国专利前20位IPC分布，代表了Nichia和Cree的重点技术主题。可以看出，Nichia和Cree半导体照明领域前三位IPC均为H01L33/00（至少有一个电位跃变势垒或表面势垒的专门适用于光发射的半导体器件；专门适用于制造或处理这些半导体器件或其部件的方法或设备；这些半导体器件的零部件）、H01L21/00（专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备）、H01L29/00（专门适用于整流、放大、振荡或切换，并具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒的半导体器件；具有至少一个电位跃变势垒或表面势垒，例如PN结耗尽层或载流子集结层的电容器或电阻器；半导体本体或其电极的零部件），但二者在技术侧重点上也存在差异，如Nichia半导体照明领域美国专利申请中排第五位的C09K11/00（发光材料，例如电致发光材料、化学发光材料）技术主题，Cree并未申请专利。而Cree半导体照明领域美国专利申请中排第六位的C30B23/00（冷凝气化物或材料挥发法的单晶生长）技术主题，也不是Nichia的专利申请重点。
3.5 专利类型分析
在Nichia公司半导体照明领域597件美国专利中，发明专利为453件，外观设计专利为144件，即在其专利申请中，发明专利占大部分，达76%。在Cree公司半导体照明领域735件美国专利中，发明专利为699件，外观设计专利为36件。即在其专利申请中，发明专利占绝大部分，达95%。可以看出，Nichia和Cree半导体照明技术创新都很活跃，是知识与技术密集型企业。同时Nichia专利申请中外观设计专利的比例约占其全部专利的四分之一，说明Nichia在重视技术的同时，也很重视产品层面的专利布局。
4 Nichia和Cree知识产权策略分析
4.1 Nichia知识产权策略
Nichia对知识产权的态度是：专利不是商品。Nichia的专利战略部署经历了三个阶段：第一阶段（1993年～1998年），专注于事业开发，不进行专利许可；第二阶段（1998年～2003年），完善市场发展，加速技术开发，不进行专利许可；第三阶段（2003年以后）增加提供授权，可以进行专利许可。纵观Nichia的专利策略，自1993年开发出第一只商用蓝光二极管开始到2002年，Nichia一直都在通过专利布局构建完整的市场进入障碍，并强调不会为获得收入而向其它公司提供其拥有专利的授权。但技术的快速发展迫使Nichia放弃了独自发展的念头，转而趋向多边技术合作。自2002年以来，迫于与世界几大LED公司之间的诉讼压力，Nichia不得不改变策略，不再以独占市场为发展目标，而与西铁城、欧思朗、拉米尔德、丰田合成、Cree等公司达成了专利交叉许可协议或专利和解。不过Nichia主要限于与可建立技术互补关系的日本、美国以及欧洲的发光二极管相关厂商签署授权合同或交叉授权合同。
4.2 Cree知识产权策略
Cree早期技术来源于北卡罗莱州立大学，随后通过并购（先后并购了Nitres、ATMI的GaN部门、LLF等）、专利独家授权（Boston University）在整个产业链中建立起强大的专利组合。Cree成立初期（1987年～1998年），专利几乎集中于衬底与外延技术上；1999年～2002年，由于并购了Nitres，并开始与加州大学圣塔芭芭拉分校（University of California, SantaBarbara，简称UCSB）合作，大量累积芯片技术，也开始布局一些封装专利；2003年～2010年，衬底、外延、芯片专利继续布局之外，为配合封装技术的发展，大量布局了LED封装专利。2008年Cree以一亿三百万美元并购前CEO Neal Hunter在2005年离开后成立的LED Lighting Fixture（LLF），取得了19件封装与照明的专利。
与Nichia的“专利不是商品”的专利策略完全不同，Cree将技术许可给多家LED制造商，如住友商事电子、夏普、光宝、欧思朗、Stanley电子和QT光电灯等公司。Cree公司也与日本光电元件供应商罗姆公司和住友商事建立了伙伴关系。另外，Cree还与欧司朗光电半导体达成了SiC/GaN efiwafer和衬底的协议。
由此可见，Cree的专利策略属于一种纵向的知识产权供应链条关系。一方面从上游科研机构获取独占或非独占专利许可，同时加强自身的科研投入，运用专利制度保护知识产权；又向自己的下游战略伙伴许可专利，以解决合作中的核心问题，由此形成了以知识产权为中心的战略联盟。另外，Cree还将专利作为赚取利润的商品，许可给其他厂商获取知识产权利润。
5 小结与借鉴
（1） Nichia和Cree半导体照明领域美国专利申请的起始时间都较早，分别始于1984年和1987年，伴随着各主要国家和地区半导体照明计划的相继制定，申请量都是从2001年～2003年间迅速增加，近年来呈稳定增加态势。说明Nichia和Cree都很重视美国市场，积极在美国进行专利布局。对于Nichia来说，在半导体照明技术发达的美国进行专利布局是基于专利防卫性战略。
（2）Nichia技术创新最主要的主力军为Nakamura和Ishida；Cree半导体照明领域美国专利申请的第一梯队为Negley和Edmond。跟踪他们的期刊论文等，可以了解到更加丰富的技术内涵；对于竞争公司而言，也可以从中寻求合作伙伴，或进行猎头活动。
（3） Nichia和Cree半导体照明领域美国专利申请前三位IPC均为H01L33/00、H01L21/00、H01L29/00，但二者在技术侧重点上也存在差异，如Nichia半导体照明领域美国专利申请中排第五位的C09K11/00技术主题，Cree并未申请专利。而Cree半导体照明领域美国专利申请中排第六位的C30B23/00技术主题，也不是Nichia的专利申请重点。
（4） Nichia和Cree半导体照明领域美国专利大部分为发明专利，说明其技术创新都很活跃，是知识与技术密集型企业。同时Nichia专利申请中外观设计专利的比例约占其全部专利的四分之一，说明Nichia在重视技术的同时，也很重视产品层面的专利布局。
（5） 来自Nichia的借鉴：从独占到授权
2002年以前，Nichia凭借1991年至2001年间取得的74件基本专利，涵盖了LED结构、外延、芯片、封装的制造全过程技术及荧光粉等相关原材料，在半导体照明领域具有绝对垄断地位，主要依靠构建专利壁垒及发起专利诉讼阻止其他厂商进入市场与其竞争，以获取高额的独占市场利益。但技术的快速发展迫使Nichia放弃了独自发展的念头，转而趋向多边技术合作。Nichia“专利不是商品”的策略并没有完全得以贯彻执行，再次验证了市场不可能被某一个体控制和垄断。
Nichia和蓝光之父――中村修二之争已为业界所熟知。1993年中村开发出被称为世纪发明的蓝光LED，1997年开发出紫外LED。但由于待遇太低，而且还被调离研究开发一线，1999年中村离开了Nichia。2000年12月，Nichia以“泄露商业秘密”的嫌疑中村，这一大大地激怒了中村，使他迅速倒向了“反日亚化学”阵营。2001年中村也对Nichia提起了反诉。Nichia和中村之争值得我国企业经营管理人员在对待技术人才的态度上引以为鉴。
6 来自Cree的借鉴：利用“外援”
Cree的专利布局是分阶段进行的：首先集中在衬底、外延，接着积累芯片专利，近年大量布局封装领域。其专利布局的发展是配合技术、产业的发展，除了自主研发，更多的是通过并购等商业行为获取。Cree也善于利用专利诉讼获取市场地位，在诉讼中更善于利用“外援”（如并购或独家授权，和其他公司、研究机构合作技术开发等）。
参考文献
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