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研究生: 陳家賀
Chia-Ho Chen
論文名稱: 以專利強度分析探討矽晶圓長晶技術之研發趨勢
Patent Strength Analysis of R&D Trends on Crystal Growth of Silicon Wafer
指導教授: 劉國讚
Kuo-Tsan Liu
口試委員: 管中徽
Chung-Huei Kuan
蔡鴻文
Hung-Wen Tsai
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 應用科技學院 - 專利研究所
Graduate Institute of Patent
論文出版年: 2021
畢業學年度: 109
語文別: 中文
論文頁數: 112
中文關鍵詞: 矽晶圓長晶技術CZ法專利地圖專利指標專利強度專利技術功效分析專利布局分析
外文關鍵詞: Silicon Wafers, Crystal Growth, Czochralski process, Patent Map, Patent Indicators, Patent Strength, Patent Portfolio Strength, Patent Technology Efficacy Strength
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  • 半導體產業為時下熱度最高之產業,而矽晶圓作為晶片之基底材料,同樣受到強烈的關注。本研究以「矽晶圓長晶技術」為主題,進行產業專利技術分析,並以全球五大專利權人,同時亦是全球五大矽晶圓材料供應商作為主要研究目標,對整體產業及個別公司進行定性及定量之技術功效分析,並探討技術演變歷程;接著以「專利布局強度」與「專利技術強度」比較競爭公司間之差異,再探討各公司在不同技術類別所具有之相對優勢及研發投入程度;最後綜合比較競爭公司之總強度排名,及討論未來可能發生的變化,並針對各競爭公司提出專利總評價。
    本研究結果可獲得以下結論:
    1. 該領域技術目前幾乎已經歷完整之生命週期,就專利而言已經處於技術成熟期並遇上一些技術瓶頸,市場上正處於商業化量產時期,而目前佔盡先機之五大矽晶圓材料供應商不只是市場上之領先者,更同時是全球專利布局之佼佼者,此現象更顯現出研發技術及專利布局能讓企業在長期發展下具備競爭優勢。
    2. 專利布局強度之排名依序為:SUMCO、GlobalWafers、Shin-Etsu 、Siltronic、SK siltron;專利技術強度之排名依序為:SUMCO、Shin-Etsu、GlobalWafers、Siltronic、SK siltron。
    3. 總強度排名依序為:SUMCO、GlobalWafers、Shin-Etsu、Siltronic、SK siltron;在GlobalWafers併購Siltronic後,其總強度仍排名第二,但其向SUMCO更加靠攏,同時拉開了與排名第三之Shin-Etsu之距離;可見此併購案不僅能提升產能、拓展更廣泛的客戶群,在專利的布局以及技術層面上,皆能有所長進。
    4. 定性及定量分析應根據分析目的選擇,考量其利弊,或是共同利用,相輔相成,技術分析配合時間矩陣熱度圖及相對專利優勢分析,能夠更明確的看清當前最欠缺之技術方向及與競爭公司間之技術差異。


    Semiconductor industry is the hottest industry nowadays. Silicon wafer, as the base material of chips, has also received wide attention. With" Crystal Growth of Silicon Wafer " as theme, this research conducts industrial patent analysis of five major patentees, also the top five global silicon wafer manufacturers as main research objectives.
    Starting from qualitative and quantitative analysis of technical efficiency on entire industry as well as individual companies, followed by discussion on the evolution of technology. And then, the study will compare differences between competitors on "Patent Portfolio Strength" and "Patented Technology Efficacy Strength", and further discuss on relative advantages and R&D investment of each company in different skill categories. Finally, compare overall strength ranking of competitors, discuss potential changes in the future, and then wrap up with an overall patent evaluation of each company.
    Results of the study are shown below:
    1. Technology of this field has already gone through a complete life cycle, right in the commercial production period, while its patent has already hit maturity and encountered a technical bottleneck. Those top five silicon wafer suppliers are not only market leaders, but also giants in developing global patent portfolio. This phenomenon also shows that with R&D and patent portfolio, companies are more competitive in the long run.
    2. Ranking of "Patent Layout Strength": SUMCO, GlobalWafers, Shin-Etsu, Siltronic, and SK siltron. Ranking of "Patent Technology Efficacy Strength": SUMCO, Shin-Etsu, GlobalWafers, Siltronic, and SK siltron.
    3. Ranking of total strength: SUMCO, GlobalWafers, Shin-Etsu, Siltronic, and SK siltron. After GlobalWafers merging with Siltronic, its total strength still ranked second, but much closer to SUMCO, and further away from Shin-Etsu, which shows that merger not only increase capacity, expand client base, but also make progress in terms of patent portfolio and technology.
    4. Qualitative and quantitative analysis should be selected according to the purpose of analysis, taking its advantages and disadvantages into account, or conducting both of them, complementary to each other. Technical analysis with Time Matrix Heat Map and Revealed Patent Advantage combined can better indicate the technological differences between competitors.

    摘要 Abstract 誌謝 目錄 圖目錄 表目錄 第一章 緒論 1.1 前言 1.1.1 研究目的 1.2 研究背景 1.2.1 技術背景 1.2.2 技術介紹 1.3 文獻探討 1.3.1 矽晶圓長晶技術 1.3.2 矽晶圓材料產業發展 1.3.3 專利指標與強度分析 1.4 研究方法與流程 1.4.1 研究方法 1.4.2 研究流程 第二章 矽晶圓長晶技術全球專利分析 2.1 前言 2.2 檢索策略與範圍界定 2.2.1 檢索策略 2.2.2 分類號與關鍵字之選定 2.2.3 檢索式之建立 2.3 矽晶圓長晶技術全球專利分析 2.3.1 歷年申請趨勢 2.3.2 主要專利權人 2.4 五大專利權人 2.4.1 五大專利權人介紹 2.4.2 五大專利權人全球專利申請布局 第三章 五大專利權人美國專利技術分析 3.1 前言 3.2 美國矽晶圓長晶技術專利組合 3.2.1 專利組合範圍界定 3.2.2 五大專利權人美國專利趨勢分析 3.3 技術功效分析 3.3.1 五大專利權人技術功效解析 3.3.2 GlobalWafers技術功效解析 3.3.3 SUMCO技術功效解析 3.3.4 Shin-Etsu技術功效解析 3.3.5 Siltronic技術功效解析 3.3.6 SK siltron技術功效解析 3.4 技術廣度分析 3.4.1 五大專利權人CPC廣度解析 3.4.2 GlobalWafers CPC廣度解析 3.4.3 SUMCO CPC廣度解析 3.4.4 Shin-Etsu CPC廣度解析 3.4.5 Siltronic CPC廣度解析 3.4.6 SK siltron CPC廣度解析 3.5 分類號與技術功效演變 3.5.1 C30B15五階分類號技術演變 3.5.2 三階分類號演變 3.5.3 專利標的技術演變 3.5.4 控制參數功效演變 3.6 總結 第四章 專利強度分析 4.1 前言 4.2 專利布局強度分析 4.2.1 專利布局指標 4.2.2 發明獲准率 4.2.3 發明申請範圍 4.2.4 發明保護範圍 4.2.5 國際布局 4.3 專利技術強度分析 4.3.1 專利技術指標 4.3.2 公司技術廣度 4.3.3 案件技術廣度 4.3.4 技術功效廣度 4.3.5 技術深度 4.3.6 技術獨立度 4.4 競爭公司相對優勢 4.4.1 競爭公司相對技術優勢 4.4.2 競爭公司相對功效優勢 4.4.3 競爭公司相對分類號優勢 4.5 競爭公司總強度分析 4.5.1 總強度 4.5.2 未來總強度變化 第五章 結論 5.1 前言 5.2 研究結論 5.2.1 競爭公司專利整體評價 5.2.2 分析方法 5.3 未來研究方向 參考文獻

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