中科院微電子所的FinFET專利，為何能讓英特爾忌憚三分

作者：黃英

FinFET技術在半導體製程發展到22nm~5nm時發揮了重要的作用。這項技術最早是由加州大學伯克利分校的胡正明在1999年提出來的，他也因此被稱為「FinFET之父」。

另一位半導體界的風雲人物——梁孟松，在美國就讀期間，導師正是胡正明。

梁孟松後來輾轉於臺積電、三星和中芯國際。在他任職期間，臺積電與三星紛紛押注自主研發，通過「砸錢」慢慢地拉開了與各自「師傅」（Intel和IBM）的距離，形成了獨立的發展模式，也奠定了當今集成電路製造產業的全球格局。

臺積電和三星都將發展FinFET作為過去十年競爭的利器。但實際上，行業內最早實現FinFET商業化應用的卻是Intel公司。2011年，Intel宣布FinFET量產計劃。第二年，在Intel推出的酷睿系列產品就採用了FinFET工藝。

Intel在半導體製造核心技術上已經引領世界幾十年，研發投入也遠超臺積電。在技術模仿鏈上，臺積電一直在追隨Intel，中芯國際則在追隨臺積電。

01 打向巨頭的第一槍

華為在通信領域用專利深耕了二十多年，才達到與國外巨頭平起平坐的水平。

在集成電路加工製造領域，中國大陸幾十年來一直處在追趕者的角色。

但誰也沒有想到，2018年2月，中科院微電子所向行業大佬Intel打出了中國集成電路半導體產業向海外巨頭專利維權的第一槍。指控Intel侵犯中科院微電子所的FinFET專利，要求賠償至少2億元，同時請求法院對「酷睿」產品實施禁售。

中科院微電子所有何能力，能「將」行業大佬Intel一軍？

從全球能夠在FinFET上投入研（燒）發（錢）的玩家來看，數量並不多。除了加工製造的臺積電、三星、Intel、IBM、格羅方得、中芯國際之外，其它一些企業/機構只有中科院微電子所、AMD、英飛凌、意法半導體、比利時IMEC等。

據美國專利諮詢公司LexInnova在2016年發布的全球FinFET專利調查報告顯示，中科院微電子所的FinFET專利數量排在第11位，也是中國大陸唯一進入前20位的企業。但是其整體專利質量卻位列全球第一，這一指標超越了全球著名的半導體公司Intel、IBM、三星、臺積電等。

來源：中科院微電子所網站

這個專利質量的評比應該是綜合的專利統計數據（例如專利引證率等指標）和專家打分的方式。無論怎樣，這也是中國在半導體領域，甚至是電子信息領域中，唯一一個由國外專業諮詢機構評選出的，在專利質量上能力壓國際巨頭，排名全球第一的機構。這個頭銜，就連華為都不曾有過，在5G標準必要專利上，國外諮詢機構承認華為5G專利數量位列第一，但沒有一家機構敢說華為的5G專利質量能夠達到全球第一。這也從側面證實了，中科院微電子所在FinFET的研發上確實位居國際前沿。

頂著這個「全球第一」專利質量的光環，Intel曾在中國和美國兩地試圖5次去無效掉中科院微電子所的這件FinFET專利，最終都以失敗告終。由此可見中科院微電子所用來訴訟專利的價值。

但是，這一戰似乎在11月4日迎來了轉折點。

在Intel對中科院微電子所的這件中國專利ZL201110240931.5發起的第二次無效請求中，國家知識產權局支持了Intel提交的新證據和理由，最終裁定該專利權利要求8、10、14無效。而無效的理由則是因為中科院微電子所在先申請的一篇專利（CN10268957A）構成了本申請的「牴觸申請」，使得該專利權利要求8、10、14不具備新穎性。

02 關鍵專利爭奪戰，才剛剛開始

這個「自己被自己打敗」的結果，確實有點意外。但這並不是終審結果，中科院微電子所還可以提起繼續上訴，來「奪回」這一關鍵專利。可以說，Intel扳回的這一局，只是拉開了這場關鍵專利爭奪戰的序幕。

1. 「牴觸申請」認定或是爭議點

「牴觸申請」的存在是因為專利從申請到公開一般都要經過很長的時間，例如發明要有18個月，所以在此期間申請的新專利，有可能因為在先申請的專利還未公開而無法判斷其新穎性。

因此如果要滿足「牴觸申請」的條件，是非常嚴格的，至少以下主體和時間的要件都要同時滿足：（1）在先專利或申請由任何單位或者個人在中國申請；（2）在先專利或申請的申請日早於在後申請的申請日；（3）在先專利或申請的公布或公告日在在後申請的申請日當天或之後。

除此之外，還要滿足專利法第22條第2款有關新穎性的規定，即權利要求的技術特徵已被對比文件全部公開，且本領域技術人員根據兩者的技術方案可以確定兩者能夠適用相同的技術領域，解決相同的技術問題，並具有相同的預期效果，則認為兩者為同樣的發明。

在2008年專利法第三次修改之後，對「牴觸申請」的適用範圍作出了較大調整，將之前的只有「他人」申請的專利才能作為牴觸申請的要件修改為「任何單位或個人」，也就是將「自我牴觸」包含在內，這與歐洲專利局的做法相同了。

中科院微電子所的此次無效也正是適用了「自我牴觸」的情形。

雖然中科院微電子所也承認Intel的新證據材料滿足「牴觸申請」要件，但是對於兩件專利的新穎性判斷標準上還是存在爭議的。

中科院微電子所認為爭議有三點：

（1）Intel引入的證據內容來自該專利的兩個實施例：一個方法實施例，一個產品實施例，不能用兩個實施例來評價新穎性。

（2）本專利與證據相比，二者解決的技術問題不同，預期效果不同。

（3）權利要求8與證據相比存在區別技術特徵：一是「……與鰭相交」沒有被證據所公開，權8中相交是指柵電極跨在鰭上形成立體交叉關係，而證據中的偽柵條208未跨在鰭上，未形成立體交叉關係；二是證據中的側牆與本專利中的電介質牆形狀、位置、作用都不相同，除了形狀不同外，中科院微電子所認為本專利電介質牆的作用是用作柵極側牆，而證據中側牆作用是用作掩膜層。

雖然這三點內容最終並未被覆審的合議組所採納。但是這三點疑問，一定會繼續成為接下來的爭議焦點。

對於第一點，中科院微電子所提出的疑義從嚴格意義上看是有道理的。也就是對不同實施例的組合能否用來評價新穎性？爭議點在於本案這種具有「影子式」的方法和產品實施例，是否能認定為不同實施例，這一點可能後續在法庭上會繼續有爭議，這不是技術問題，而是法律問題，類似的在先判例感覺在中、美兩國應該都會有。

對於第二點，可能是中科院微電子所未來能否翻盤的關鍵。在新穎性判斷要件中，除了技術特徵要完全相同外，對於解決的技術問題，預期效果也是非常重要的衡量指標，如果不同，也不能認為是「牴觸申請」。在合議組的決定中，有一句話值得關注「一個技術方案所解決的技術問題，不僅只限於提出該技術方案時聲稱要解決的技術問題，還包括該技術方案能夠解決的技術問題」。基於這樣一種判斷，合議組認為「雖然證據文件沒有明確提出所解決的技術問題與本專利解決的技術問題相同，但是因為採用了同樣的……側牆結構和……電隔離的工藝順序「，因此就認為」同樣能夠解決本專利所遇到的問題，進而達到同樣的技術效果」。因此爭議的焦點就變成，能否從在先的牴觸申請毫無意義的導出本專利所要解決的技術問題，這決定著本專利所聲稱要解決的技術問題及採取的方案是否是首次提出，這個分歧點還是有些主觀判斷在內的，因此也會成為後期激辯的重點。法律可能要在覆審員是否存在「事後諸葛亮」和申請人對技術差異的詳細陳述中，尋找平衡點。

這有點像輝瑞公司研發「萬艾可」藥物時，最開始專利要解決的技術問題是治療高血壓，而不是治療男性勃起障礙。但是現臨床效果出來後發現要解決的技術問題已經完全改變了，但實際上發明的藥物化學結構並沒有改變，因此就變成能否因為藥物化學結構沒變就認為「萬艾可」新用途的專利不具有新穎性的問題。雖然中科院微電子所的這個專利與「萬艾可」的例子在原理上有點類似，但還不完全一樣，因此後續走向如何，應該會有很大爭議。

對於第三點，雖然中科院微電子所提出了兩點區別技術特徵，看似從結構、形狀、位置等多方面確實存在不同，但是最終判斷依據是按照權利要求文字所要求的內容來判斷，上述申訴理由的區別特徵實際上在權利要求文字中並未體現出來，也就是權利要求的上位概括並未體現出該區別，合議組不予認定也是有道理的。但是這也不能歸咎於專利代理水平不高，實際上為了讓權利人獲得更好的創新保護，一定程度的上位概括還是需要的。從中科院微電子所將這條理由列在最後一點也可以看出，可能代理律師評估後也會認為這一條被採納的可能性不如前面兩條。

2. 不要過度消費「自己打敗自己」

在中科院微電子所的關鍵專利的部分權利要求被自家在先專利所「牴觸」之後，一些不明真相的輿論有點將案件的重點「帶跑偏了」。

出現了一些想當然的評論：「自家專利被自己打敗，不重視專利代理將承擔嚴重後果！」、「關鍵技術交由不同專利代理機構，就要承擔風險！」等等。

實際上，中科院微電子所在專利方面的工作已經是國內非常高的水平了。目前這起案件的「牴觸」結論也並非是終審結果，如果按照上述的分析來看，後續還有很大的迴旋空間。

而且中科院微電子所目前依然擁有這件有效專利。Intel也很知趣的只是要求無效掉權利要求8、10、14，目的可能也只是為自己增加談判籌碼而已。

因為Intel很清楚這件專利在行業中的價值和地位。

從中科院微電子所自己對這件涉訴專利的評價來看，重要性不言而喻：

涉案專利涉及當今最先進的電晶體器件的關鍵結構和核心工藝。該專利是在「極大規模集成電路製造裝備及成套工藝」國家科技重大專項（02專項）的支持下，圍繞集成電路先進位造技術進行布局的若干專利組合中的核心專利之一，能夠有效提升晶片集成度並降低製造成本。

此外，還有人認為這件專利在2011年就提出用側牆做柵極切斷，不僅時間早，而且在工藝上更易實施，尤其是受到光刻的限制後，所以這件專利的基礎性地位還是很高的，其它一些知名大廠的工藝可能也會涉及該專利的技術。

03 中科院微電子所讓Intel忌憚的「三個大殺器」

半導體製造，一直以來都是美國卡中國脖子的關鍵所在。

FinFET技術原理雖然是由華人提出，但是美國佔據了創新和專利產出的絕對優勢。中國大陸只有中芯國際和中科院微電子所能形成一定氣候。

與中芯國際偏向後端應用不同，中科院微電子所的創新和專利更接近於對基礎原理的探究。因此，高端人才、先導技術和高質量專利、以及非製造實體這三個殺手鐧，就成為Intel不得不對其忌憚三分的理由。

1. 臥虎藏龍：中科院不是「一個人」在戰鬥

中科院微電子所集成電路先導工藝研發中心的研發人員只有150人，與Intel龐大的研發人員和研發投入相比，顯得有點微不足道。但是這個隊伍不僅低調，而且「臥虎藏龍」。

以此次被Intel作為證據的專利CN10268957A為例。這件專利的三位發明人分別是朱慧瓏、鍾匯才、梁擎擎。三個人都有在國外知名半導體巨頭的工作經歷，尤其是在IBM的工作經驗。

朱慧瓏：中科院微電子所集成電路先導工藝研發中心首席科學家。1990-2009年，先後在美國阿貢國家實驗室、伊利諾伊大學、DEC、Intel和IBM等任職，曾是IBM全公司2007年度4名牽頭髮明家（Leading Inventor）之一；IBM發明大師（Master Inventor）；獲IBM優秀專利獎兩次和IBM公司發明成就獎51次。2009年回國，擔任國家重大專項02專項「22納米關鍵工藝技術先導研究與平臺建設」和「16-14納米基礎技術研究」項目首席專家，在國內首次完成了原型器件的研發並建立了較系統的高質量專利組合。獲得已授權美國專利190多件。

鍾匯才：畢業於美國北卡羅來納州立大學電子工程系。自2002 年畢業後在世界知名公司包括AMD、IBM、SanDisk 等公司從事CPU、Flash 等高性能晶片研究與產品開發工作，在美國申請並授權多項美國專利。自2009 年回國後，先後承擔了國家「973」計劃、國家科技重大專項02 專項、科技部重大儀器專項、中國科學院信息先導項目、國家重點研發計劃等重大課題研究任務，發表文章20 多篇，申請中國、美國與歐盟專利200 多項，其中以第一發明人身份申請並授權100項中國專利與國際專利。在這些重大的專利成果中，已確認美國Intel 公司的28 納米以下的微電子晶片自2014 年對鍾匯才以第一發明人申請的美國專利US9070719、中國專利CN102956457B構智慧財產權的的侵權，由中國科學院微電子所對Intel 公司發起進行訴訟。

梁擎擎：畢業於美國喬治亞理工學院。後進入IBM工作，曾獲得IBM傑出技術成就獎，IBM發明獎，並曾收錄於「美國名人錄」2008-2009雜誌。

Intel在集成電路製造領域最大的技術競爭者是誰？就是IBM。

在美國專利諮詢公司LexInnova的FinFET專利數量排名中，IBM以1885件排名第一，是Intel（854件）的兩倍多。在一些影響FinFET性能的關鍵技術上，例如高k柵介質/金屬柵的研究上，IBM的專利成果甚至要早於Intel七八年，這項技術同樣是也中科院微電子所的強項。

來源：中科院微電子所網站

來源：中科院微電子所網站

所以，中科院微電子所並不是"一個人"在戰鬥，其背後的「隱藏」實力才是Intel所忌憚的。除了IBM，中科院微電子所專家們的背景還包括三星、AMD、聯華等國際知名半導體企業工作經歷，可以說是實打實的一隻具有國際先進水平的高質量科研團隊。可以想像，除了這件訴訟專利外，中科院微電子所的專利武器庫中應該還有很多儲備彈藥可以使用。怪不得Intel不敢小覷。

2. 先導研發+高質量專利

中科院微電子所不僅承擔了各類國家重大專項，同時也是中科院先導專項的重要承擔單位。正是國家在這些基礎性、前瞻性技術上的不斷投入，吸引人才，緊跟國際先進水平，才使得微電子所的科研水平一直位居世界前列。

FinFET技術上，如何體現先導研發和基礎性？

從技術特點上看，FinFET與傳統平面FET的區別主要在「鰭」上，這也是胡正明的創新之處。因此對「鰭」的後續改進，就成為各家爭奪的焦點。其它諸如柵堆棧、襯底、互聯、源漏的設置都要圍繞鰭的變化而進行。

中科院微電子所正是在「鰭」的創新上投入了大量的基礎性研究，有超過一多半的專利都是圍繞「鰭」在研發，這或許也是為何其專利質量能排在全球第一的重要因素之一。

另一家在「鰭」上進行廣泛布局的巨頭就是與中科院科研人員有背景關聯的IBM公司。可見，半導體行業中這種技術的傳承性特點還是很明顯的。

不僅技術緊跟國際最前沿，中科院微電子所在專利上的工作其實也是可圈可點的。

在其官方網頁的介紹中，有這麼一段描述：

先導中心實現了22納米CMOS、高k柵介質/金屬柵工程、16/14納米技術節點的FinFETs、5納米及以下納米線和堆疊納米片器件等關鍵技術的突破，研究水平邁入世界前列；提出了「專利指導下的研發戰略」，在關鍵工藝模塊上形成了較為系統的智慧財產權布局（專利2024項，含國際專利607項），部分關鍵專利被Intel、IBM、臺積電、三星等國內外半導體領先企業廣泛引用和部分應用。

也就是在和國外高手「較量」之前，微電子所就已經意識到專利的重要性作用，將其全面貫穿到先導技術的研發中，而且這些產出的成果已經被國際大廠所廣泛引用。

重視專利布局，就是另一個讓微電子所的FinFET專利質量能夠達到全球第一的硬指標了。

這也是Intel不得不忌憚的一點。

3. 具有NPE的潛質

中科院微電子所的發展定位決定了其只需要考慮前端研發，而不必考慮後端生產製造。科研成果的轉化，如果以專利許可的方式進行，就十分符合「專利非實施實體」（Non-Practicing Entity, NPEs）的特點。

從過去十多年的NPEs發展歷史來看，往往是一些大公司「揮之不去」的噩夢。因為這些NPEs手中握有高質量的專利，但又並不直接從事生產製造，因此被他們纏上的大公司往往無法「對等」應對，多數情況不得不選擇「花錢免災」。

蘋果、三星、華為這些巨頭，幾乎是所有NPEs都想咬上一口的「唐僧肉」。

因此，Intel在中科院微電子所面前，完全施展不開一家半導體巨頭的威風，反而更像是一塊任人宰割的案板肉。

近年來，中科院微電子所也正在向著技術轉化和專利許可的目標前進，不僅以1100萬美元成功將1493件專利許可給武漢新芯，而且還成立了一家專注於智慧財產權運營的服務公司。目的不言自明，就是要盤活中科院微電子所的這些高價值專利。

此次選擇主動起訴Intel，更像是「萊剋星頓的槍聲」，打響的是中科院微電子所希望在集成電路半導體行業徹底盤活專利，走向市場的決心。

04 寫在最後：Intel之後，下一個是誰？

11月9日，國家科技重大專項02專項專家組組長、中科院微電子所前所長葉甜春在中國半導體封測年會上發表演講《新形勢下我國集成電路發展的回顧與展望》，總結了重大專項在智慧財產權方面取得的進展：自02專項實施以來，共申請專利30429件，其中發明專利25221件，實用新型1849件，國際專利3358件。

如果根據國外經驗，如果在一個核心專利組合中，有5%-10%是核心專利，那就應該是一個成功的專利包。從02專項取得的3萬件專利來看，如果其中有1500-3000件是核心專利，中國在卡脖子領域的情況都會大大好轉。但是實際情況來看，目前還遠遠達不到這一數量。

此次中科院微電子所與Intel交戰的核心專利，正是來自國家科技重大專項02專項的支持。可以說，今天的收穫，與十年前的播種是分不開的。

專利布局和搞基礎研究的道理一樣的，不能想著今天申請一個，明天就去起訴別人。要能耐下心來，仔細研究，知己知彼，才能獲得高質量的專利產出。

Intel應該是第一個「撞」到中科院微電子所槍口上的巨頭，但絕對不會是最後一個。

朱慧瓏研究團隊已經開始研究3nm以下代替FinFET的全環柵GAA技術了。這也是三星也非常看好的技術。那，下一槍會不會對準三星？完全有可能。

實際上，臺積電、AMD、格羅方德，甚至是蘋果，都有可能進入到中科院微電子所的「專利射程」。

扳機何時扣動，就要看中科院科學家們的心情了。