剖析CMOS图像传感器领域各大玩家的IP策略

CMOS图像传感器依然是半导体行业中成长最快的市场之一。手机、光电鼠标以及类似产品在过去几年中驱动该市场不断稳固增长，并且在可以预知的未来还将继续蓬勃发展。CMOS图像传感器2004年总收入的年增长率为65.9%，并有望在2007年达到46.4亿美元。

市场的持续增长，以及公司之间大量的合并收购案(例如MagnaChip对IC Media的收购)都表明CMOS图像传感器将很快转变为一个大众化的市场。当前图像市场的领头羊是安华高科技(Avago，前身为安捷伦科技半导体产品事业部)、Omnivision、意法半导体和MagnaChip。当CMOS图像传感器成为大众化产品的时候，利润空间将大大缩水。生存下来的公司将利用自己的IP使其市场份额最大化。那么，在向大众化市场转变的过程中，谁将占据最有利的IP地位呢？

这是一个难于回答的问题，因为专利的研究是一项不严格的科学。在专利发布的时候所有权文档可能会有遗漏。在描述有待审议的发明时，使用非产业标准的词汇可能会掩盖申请者的真实意图。而且，IP不一定会跟随业务拆分或者合并及收购的轨迹。不过，仔细构建的关键词搜索以及有根据的假设则可清晰准确地描述IP。

在直接与改进传统简单CMOS图像传感器的技术有关的专利方面，Micron科技、英特尔、柯达和MagnaChip等公司显然是领导者。

Micron公司通过2002年对Photobit的收购，积极地进入CMOS图像传感器市场，从而确立了其专利方面的统治地位。Photobit是一家从加州理工学院分离出来的公司，曾被认为是现代CMOS图像传感器的先驱。Micron利用Photobit的专利基础，通过归档延续的专利申请，开发了大量目前的专利。这就为现有产品建立了相关的专利文件，并保持更早的日期优先权优势(例如，申请进入专利程序的最早日期)。Micron这一策略更像是用来弥补自己在基础IP方面比较晚进入CMOS图像传感器市场的不利条件。

作为有晶圆厂的公司，Micron把专利的一部分用来保护制造方法。Semiconductor Insights公司估计Micron的CMOS图像传感器专利中有大约40%是直接关于制造方法的。假设Micron公司进入CMOS市场的策略是为了补充其DRAM产品线的贬值，它这么做就并不令人惊讶了。当CMOS图像传感器成为大众化产品的时候，这些专利将可能变得非常重要。

英特尔公司已于2000年退出CMOS图像传感器领域，并没有实际进入该市场，但它在退出之前却申请了大量IP。它拥有与CMOS图像传感器直接相关的专利数量最多，看来应该在专利方面排名第二。大家都在猜测某个IP在即将到来的大众化市场中的作用将会怎样。基于Semiconductor Insights公司的调查，它的专利看起来很全面。其中最大的部分是制造方法，包含了全部专利的大约25%。

柯达在2004年决定停止销售胶片照相机，转而把精力集中在数码相机上。其CMOS图像传感器单元基于四晶体管(4T)像素结构中的铰接(pinned)式光电二极管，目前该结构已经大约被八项专利所覆盖。由于业界正朝着不断提高填充因子(fill factor)方向迈进，4T像素结构可能不再是优选方案。

图1：Micron公司的CMOS图像传感器像素单元在成本和功耗方面可与CCD竞争。

铰接层的概念是相当有基础的，业界广泛用它来改善像素单元中的信噪比。柯达在该领域拥有非常多的专利，能够控制业界使用。

柯达公司精明地为像素单元间共享元件的使用申请了大约10项专利，从而为未来发展占领先机。柯达将专利主要集中在对图像传感器单元以及其替代方案的保护上，占去了专利总数的大约35%。由于柯达已经在该技术周围建立起专利壁垒，如果业界转向采用柯达公司的方法，将可能面临很大的障碍。

MagnaChip半导体在专利内容审查上遇到了一点困难，因为在它从Hynix半导体完全分离出来之前，于2003年曾进入CMOS图像传感器市场。此外，该公司还于2005年收购了IC Media，以致力于推进它的IP、市场地位以及可发展资源。来自于Hynix或者IC Media的专利是否作为收购的一部分转移给了MagnaChip尚不明朗，但是我们最好假设这是有可能的。多宗大规模的合并和拆分案经常使得研究IP非常困难，这是因为查明那些权利的实际归属很不容易。

也就是说，如果我们假设CMOS图像传感器专利在拆分时由MagnaChip保留，那么MagnaChip的专利从1999年就已出现。不像Kodak或Micron公司，CMOS图像传感器专利并不是MagnaChip基本实力的核心部分。另外，与Micron相似，MagnaChip公司有大约40%的专利专注于制造工艺。

MagnaChip开始整理竞争对手在研究上走在前列的一些领域的专利，以便给他人的研究制造障碍。例如，美国专利USP 6,756,618涉及了一种图像传感器，它们依靠有源区的硅深度作为传感器的色彩过滤器；现该研究领域大部分属于Foveon公司的实力范围。

总之，MagnaChip的专利文件看起来是断裂的(fractured)，依靠单一专利归档来处理一些概念，而不是用连续申请和分案申请来保护一个创意。这种方法像是广度vs.深度的策略，依靠更多的专利覆盖不同主题来保证它们没有被局限到某一种方法。

这种策略在任何领域都不会有重大风险，基于这个原因这种策略颇有价值，也经常被用在投资领域。但是只有在其它公司都使用同样策略时这种方法才奏效。如果竞争对手在他们各自的专业领域(例如在深度上)孤注一掷，那么该公司将受到沉重的打击，在安全的“广度”策略上获得的收入可能由此缩减。

图2：CMOS图像传感器专利排名。

安捷伦科技(现拆分为安华高科技)成为CMOS图像传感器领域的领导者已经几年了，但是它并未成为专利的领导者。我们的研究表明它在专利方面总体排名第七位。一个领导者缺少足够的专利是罕见的，这可能会招惹合法的攻击。

与MagnaChip相似，安捷伦的专利文件也是断裂的，包括了许多单一的专利。安捷伦似乎在连续申请或分案申请的使用方面受到了抑制。它的专利也集中在制造工艺上，占去总数的35%左右，这有点不寻常，因为通常安捷伦的CMOS产品是依靠台积电、台联电和意法半导体来生产的。

虽然一个产业或一家公司的命运不能由IP实力单独决定，但IP实力提供的一些因素确实可以帮我们判断产业方向。现在，我们的研究显示，Micron和柯达处于优势。在未来五年内，CMOS市场转向大众化市场，他们两家无疑将获得比其它公司更高的利润空间。

作者： Michael McCartney

专利服务部经理

Semiconductor Insights公司