RF GaN领导厂商及新入局者的战略和技术路线

受下一代电信和国防应用需求推动，射频（RF）氮化镓（GaN）领域的专利申请持续增长

据麦姆斯咨询介绍，由于电信和国防应用的需求推动，RF GaN市场正以惊人的速度快速增长。预计RF GaN市场规模将从2019年的7.4亿美元增长到2025年的20亿美元以上，复合年增长率（CAGR）为12%。在本报告中，法国著名知识产权研究公司Knowmade的半导体技术研究团队对基于GaN的RF电子产品的全球专利现状进行了全面的调研和分析，覆盖了从外延片到RF半导体器件、电路、封装、模块和系统的整个价值链。

Knowmade分析师检索、筛选并分析了全球范围内截至2020年8月公布的6300多项专利，包括了500多个不同专利申请人提交的3000多个发明专利家族。与2019年版报告相比，这份最新版报告检索分析的专利家族数量增加了2倍，新申请人的数量增加了100多位。

根据专利家族数量排名的RF GaN专利申请人

第一批RF GaN专利申请始于20世纪90年代。自2004年起，RF GaN领域的专利申请开始上升，并从2015年开始显著加速增长。现在，RF GaN领域的专利申请主要受到两个因素的驱动：（1）来自中国的专利申请；（2）专利布局逐步向价值链下游延伸。自2015年以来，来自中国的RF GaN专利申请一直在加速。尤其是过去两年，我们注意到来自中国的专利申请数量显著增加，越来越多的中国新申请人开始RF GaN专利布局。2019-2020年期间，中国申请人占据了专利申请人总量的40%以上，美国申请人占23%，日本申请人占10%，欧洲申请人占3%。

随着中国从制造型经济向创新驱动型经济转型，来自中国企业的RF GaN专利申请普遍呈现增长趋势。这一趋势也侧面反映了RF产业的新形势，即中国市场对商用无线电信应用的需求正呈爆炸式增长，中国企业已经在开发下一代电信网络。此外，在中美贸易战之后，许多中国企业正积极开发用于5G基础设施的RF GaN技术。

过去几年来，为解决RF GaN器件相关技术及制造障碍的创新取得了喜人的成果。近来，该领域的专利申请正加速向价值链下游延伸：RF电路、封装和模块/系统。当前的专利申请表明，仍然还有很多制造和技术问题需要解决，例如：不同RF半导体器件的单片集成；EPI堆栈、半导体器件和封装级的热管理；半导体器件和电路层的线性；以及电路层面的保护、匹配和失真补偿等。

RF GaN领先厂商不应低估中国的专利申请新力量，因为它们正在改变这个领域的竞争格局

RF GaN专利领域目前主要由美国和日本公司主导，如科锐（Cree）、富士通（Fujitsu）、住友电工（Sumitomo Electric）、三菱电机（Mitsubishi Electric）、英特尔（Intel）、MACOM、东芝（Toshiba）、威讯（Qorvo）和雷神（Raytheon）。从地域来看，美国的RF GaN专利授权量已达1200+，与中国（640+）、日本（440+）和欧洲（250+）相比，美国的知识产权竞争更加激烈。然而，新专利申请现在已经集中在中国。

按地域细分的主要专利申请人分析

Cree拥有众多的基础专利，尤其是在GaN-on-SiC技术方面，因此，Cree在该领域拥有更强大的专利地位。不过，过去5年来，Cree、Sumitomo Electric和Toshiba的发明申请几乎停滞。这些专利领导者已经开发了全面的专利组合，覆盖了广泛的RF GaN技术节点。专利申请量的减少，可能是它们对其已经强大的RF GaN专利组合拥有足够的信心。

自2017年以来，Intel和MACOM大幅增加了专利申请量，尤其是在GaN-on-Silicon技术方面。Intel是RF GaN领域最活跃的专利申请人，过去几年来，其新发明申请量达到了创纪录的水平，或将使其领先Sumitomo Electric、Fujitsu及Cree，在专利方面占据领导地位。

在中国，中国电科（CETC）和西安电子科技大学的发明申请最多。海威华芯（HiWafer）、能讯高能半导体（Dynax）、汉华半导体（Hanhua）以及电子科技大学（UEST）、中国科学院微电子研究所（IMECAS）、华南理工大学（SCUT）和半导体研究所等其它申请人，已经布局了相当可观的RF GaN专利组合。此外，还有一批雄心勃勃的新厂商正在积极布局专利。相比之下，欧洲RF制造商泰雷兹（Thales）、BAE Systems、英飞凌（Infineon）、埃赋隆（Ampleon）、爱立信（Ericsson）等公司，在目前的RF GaN专利申请中只占很小一部分。

中国台湾方面，代工厂稳懋半导体（Win Semiconductors）、台积电（TSMC）和环球晶圆（GlobalWaffers）在2010年代中期首先进入RF GaN专利领域，然后世界先进（VIS）和联颖科技（Wavetek）等公司在2018年开始该领域专利布局。韩国厂商则并不十分活跃。过去十年来，韩国电子通讯研究院（ETRI）每年保持少量的的新发明申请。2016年，艾尔福（RFHIC）从元素六（Element Six）获得了GaN-on-Diamond技术的相关专利。随后，我们注意到Wavice、UTel和Wavepia近期开始了该领域的专利申请。

主要专利所有人的专利地位

RF GaN领导厂商及新入局者的战略和技术路线

本报告提供了RF GaN领域的主要专利动态，并从专利的角度补充了RF GaN竞争格局。本报告深入剖析了RF GaN关键厂商和新申请人的专利申请组合和布局策略，分析了它们的专利技术、专利强度、感兴趣的市场和未来意图，并重点介绍了它们在RF GaN领域所遵循的战略和技术路线。

技术细分领域的专利分析

本报告详细介绍了与GaN on SiC、GaN on SiC、GaN on Diamond和GaN on Sapphire相关的专利现状和最新专利。报告分析并介绍了与RF晶体管（HEMT、HBT、E-mode等）、RF二极管（varactor、RTD、IMPATT等）和RF声波器件（SAW、TC-SAW、FBAR、BAW-SMR）相关的专利申请。此外，报告还用一个章节专门介绍了GaN基MMIC相关专利。本报告还重点介绍了专利申请人仍然感兴趣的与RF GaN制造技术相关的专利（散热、单片集成、线性、阻抗匹配等），以及针对毫米波频段或5G的相关应用。

主要细分领域的专利公开趋势

Excel专利数据库

本报告还包括一份重要的Excel专利数据库，其中包括了本研究所分析的3000多个专利家族的所有专利。这份高价值专利数据库支持多字段检索，包括专利公开号、原始文件的超链接、优先权日期、标题、摘要、专利权人、当前法律状态以及技术和应用领域（外延结构、RF晶体管、RF二极管、RF声波器件、MMIC、GaN on SiC、，GaN on Si、GaN on Diamond、PA、RF开关、RF滤波器、微波、毫米波、5G等）。

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