深圳市半导体产业专利导航系列02 | 光电器件产业专利态势

来源:深圳市半导体行业协会时间:2024-08-19浏览:点击 272 次

光电器件在半导体产业中扮演着至关重要的角色。它们是利用电-光子转换效应制成的各种功能器件,是光电子技术的关键和核心部件。随着技术的不断进步和新应用的不断涌现,光电器件在未来的半导体产业中将发挥更加重要的作用。

(一)申请趋势

图 1 全球及主要国家光电器件产业近20年专利申请趋势(单位:项)

中国光电器件产业专利申请量的增长得益于国家的重点支持,相关政策旨在推动国内光电器件技术的创新,促进产业链的完善。中国的企业如华为、中芯国际等也积极响应国家政策,加大光电器件领域的研发和投资力度,特别是在LED和OLED显示技术上取得显著成果。

日本作为长期的光电器件技术发展领导者,其专利申请量虽然保持在较高水平,但增长率相对平稳,日本企业如索尼和东京电子在光电器件的高端市场保持着技术领先地位。美国和韩国的增长曲线同样呈现稳健态势,表明虽然总体数量上没有显著增加,但在技术深度和应用范围上仍在不断拓展。美国的光电器件产业发展稳健得益于其强大的技术基础和创新生态系统;韩国政府加大了对OLED和量子点技术的投入,以三星和LG显示为代表的企业在全球显示面板市场占据主导地位。

综合来看,中国光电器件产业专利申请的迅猛增长和其他国家的稳定发展反映了全球光电器件产业的多元化和持续创新趋势,反映了全球范围内对光电器件产业的重视,以及在维护国家安全、促进科技创新和经济发展方面的战略部署。得益于各国政府的前瞻性政策和创新主体不懈的技术创新,共同推动了全球光电器件产业的稳步发展。

(二) 技术策源地

图 2 全球光电器件产业主要技术来源国分布(单位:项)

上图展示了全球光电器件产业主要技术来源国分布情况,日本以91864项专利申请量(占比39.05%)位居全球首位,其后依次是中国(专利申请量为68508项,占比29.12%),韩国与美国专利申请量相当,二者占比在9%左右,排名第五位的是德国(专利申请量为7130项,占比3.03%),以上数据一定程度上反映了其在全球光电器件产业中的技术领导地位。

日本以91864项专利申请量位居榜首,这得益于日本于光电技术领域的长期研究,例如以索尼和松下为代表的企业在图像传感器和显示技术方面的创新领先,以及京都大学等高校对光电技术人才的持续培养。中国以高达68508项专利申请量紧随其后,如“十三五”规划中对光电信息产业的政策推动,以及华为、中兴等通信巨头在光电技术方面的重大投入,是我国光电器件产业技术创新蓬勃发展的重要原因。韩国以9.70%的专利申请占比位居全球第三位,很大程度上得益于以三星和LG为代表的显示技术和半导体领域领军企业的持续创新。

(三) 目标市场国

图 3 全球光电器件产业主要目标市场国及新兴目标市场国分布(单位:件)

日本以接近24%的比例位居榜首,其领先地位得益于日本在光电器件领域的传统强项,例如:索尼在图像传感器领域的科技创新和东京电子在半导体设备制造领域的技术积累,此外,诸如东京大学和京都大学为代表日本高校院所也为光电器件产业发展提供了大量的人才和技术支持,其持续的市场领先地位反映了日本企业在光电技术领域的深厚技术积累和创新能力。美国以超过20%市场份额占比紧随其后,以硅谷、谷歌、苹果、英特尔等为代表的企业不断推动光电技术发展边界,同时美国的顶尖大学,如:麻省理工学院和斯坦福大学为光电器件产业发展提供了创新思维和研发成果。中国以近18%的市场份额稳居第三,其快速增长的趋势显示了中国市场的庞大潜力和国家战略的有效推动,这不仅得益于国内企业如华为、京东方、三安光电等在光电器件领域的积极布局,也受益于清华大学、北京大学、上海微系统与信息技术研究所(SIMIT)等高校院所与企业的紧密合作,为光电器件产业发展提供了技术支撑。

印度和越南作为新兴市场国家,近五年来排名显著上升,近5年印度市场共计受理890件专利(排名第7位),近5年越南市场共计受理87件专利(排名第18位),二者的上升趋势揭示了新兴市场在全球光电器件产业中的崛起。印度光电器件产业市场的扩张源自印度国内对电子产品的需求正处于快速增长阶段,移动通讯、消费电子、医疗设备和汽车等行业对光电器件的需求持续上升,此外,如巴拉特电子有限公司(BEL)、印度空间研究组织(ISRO)本地企业及研究机构的崛起促进了印度光电器件领域市场发展。越南的崛起则是得益于其制造业成本优势和政府的积极引进外资政策,例如众多外资企业(如三星和英特尔等)选择在越南投资建厂,资本与先进的技术和管理经验助于推动当地光电器件产业的发展。

(四)技术分布

图4 全球光电器件产业技术构成

上图显示了全球光电器件产业的技术构成情况,目前全球半导体产业中涉及光电器件领域的专利申请量较少,共计235231项。

具体看来,发光二极管和半导体激光器分别以101008项和100685项专利申请位居光电器件产业专利申请量首位和第二,占比均在40%以上;光电探测器技术分支专利申请量相对较少,专利申请量为40489项,占比17%。全球光电器件产业的技术构成分布是由技术发展的内在动态、行业需求的演变以及全球市场经济条件的共同作用下形成的复杂结果,反映了市场需求、技术成熟度和研发投入的差异。

(五)龙头企业布局热点方向

图5 全球光电器件产业龙头企业专利布局技术分布

松下专注于半导体激光器领域,占其总专利数量的58.33%,反映出在这一技术上的强势研发;发光二极管和光电探测器的研究较少,特别是光电探测器可能是技术空白点。三星在发光二极管技术上的专利申请占比高达73.72%,显示了其在该领域的研究热情和领导地位;半导体激光器和光电探测器的专利申请相对较少。欧司朗均衡发展发光二极管和半导体激光器领域,尤其在发光二极管技术上的专利申请量占65.15%,半导体激光器也有不少专利布局,光电探测器领域的专利占比最低。苏州立琻半导体几乎全部专注于发光二极管技术,占比95.76%,在半导体激光器和光电探测器技术上的专利申请极少,显示出在这两个领域的研发投入较小,在半导体激光器和光电探测器技术方面的专利申请量非常少,这两个领域可能是苏州立琻的技术发展空白。京东方主要关注发光二极管技术,占比87.95%,在半导体激光器和光电探测器的专利布局明显较少,尤其是半导体激光器技术的专利申请量仅占1.62%,可能为潜在的研究发展空间。