张静
江汉大学武汉研究院
摘 要：芯片产业的水平是国家综合实力重要指标，在数字产业化发展进程中显得尤为重要。武汉做为芯片产业发展的重要城市，聚集了一大批集成电路设计与制造企业。长江存储作为武汉芯片产业的代表企业，本文对其近年来的发明专利申请数据进行了分析，并对武汉芯片产业发展提出了建议。
关键词：芯片产业；3D Nand；晶圆制造
集成电路产业（芯片产业）历来是制造业发展的兵家必争之地，其发展水平是衡量一个国家综合实力的关键指标。近年来，我国集成电路产业发展受到自主创新能力较弱和自有知识产权不足的掣肘。然而，集成电路产业发展水平和国家经济发展进程休戚相关，甚至关系到国家安全层面。因此，国家对集成电路产业发展极为重视、大力扶持。
目前，在疫情防控常态化背景下，数字经济的优势不断凸显，已经成为推动传统产业升级改造的重要引擎。习近平总书记指出，“要推进互联网、大数据、人工智能同实体经济深度融合，做大做强数字经济。”武汉抗击新冠肺炎疫情期间，2020年3月29日至4月1日，习近平总书记在浙江考察时强调，“要抓住产业数字化、数字产业化赋予的机遇，加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设，抓紧布局数字经济、生命健康、新材料等战略性新兴产业、未来产业，大力推进科技创新，着力壮大新增长点、形成发展新动能。”而数字经济的发展离不开集成电路产业。
一、武汉集成电路产业发展概述
武汉集成电路产业发展有很好的基础。早在2000年，武汉就在中国集成电路产业的“黄金元年”开始布局集成电路产业。凭借着优越的地理优势、资源优势和人才储备，经过多年的精心耕耘，武汉已有100多家从事集成电路产业的企业，逐步形成存储、光电、红外探测、北斗导航定位等四大特色。
在存储领域，2006年武汉新芯成立，中部地区第一条12英寸集成电路生产线落户武汉。2016年7月，长江存储在武汉新芯的基础上成立。为全球合作伙伴供应3D Nand闪存晶圆及颗粒，嵌入式存储芯片以及消费级、企业级固态硬盘等产品和解决方案，广泛应用于移动通信、消费数码、计算机、服务器及数据中心等领域。
在光芯片领域，武汉研发出国内首款100G硅光商用芯片等一大批自主创新成果。2019年年初，我国首次完成“1.06Pbit/s超大容量波分复用及空分复用的光传输系统”实验，而1.06Pbit/s实验所使用的硅光收发芯片，正是采用了100G硅光商用芯片突破性研发成果。
在红外探测芯片领域，武汉产高德百万像素级中波红外探测器芯片已达到国际先进水平。
而在北斗导航定位芯片领域，2014年成立的武汉梦芯科技公司，在光谷完全自主研制出中国首颗40纳米高精度消费类北斗导航定位芯片，填补了国内空白。
在2020年10月，武汉市委常委会审议了《武汉市加快集成电路产业高质量发展若干政策》，意在切实增强企业获得感，为武汉集成电路产业发展营造一流环境，一心一意做大做强武汉集成电路产业。
二、长江存储专利数据分析
长江存储科技有限责任公司（简称长江存储）成立于2016年7月，总部位于武汉光谷，是一家专注于闪存设计制造一体化的IDM集成电路企业。3D Nand是长江存储的技术优势领域，广泛应用于移动通信、消费数码、计算机、服务器及数据中心等领域。2017年10月，长江存储通过自主研发和国际合作相结合的方式，成功设计制造了中国首款3D Nand闪存。2019年9月，搭载长江存储自主创新Xtacking?架构的64层TLC 3D Nand闪存正式量产。
2020年4月，长江存储宣布128层TLC/QLC两款产品研发成功。如果分析长江存储近年来的发明专利数据，可以更清楚地理解长江存储在3D Nand领域的业界地位及其深耕细作的努力。
本文使用Soopat专利搜索引擎。由于发明专利承载了技术创新信息，因此此次检索类别为发明专利，检索时间为2021年3月1日。
（1）自成立以来，长江存储稳步发展，专利申请量逐年提升。检索关键词为“长江存储”，得到的发明专利申请共有2192件，其中2017年330件，2018年493件，2019年644件，2020年725件，呈逐年稳步递增趋势。已授权676件，占比30.8%，1395件处于实审阶段，40件已公开。
（2）2020年武汉新冠疫情对长江存储项目研发工作影响不大。如果按月统计长江存储2019年与2020年每月发明专利申请量，可以发现同比2019年，2020年长江存储的研发工作并未因武汉新冠疫情而停滞，除了2月份的发明专利申请量有较为明显的下滑，其他月份的申请量稳定在50件至70件之间，同比2019年波动不大，从一个侧面说明武汉疫后重振芯片产业经济的良好效果。
需要说明的是，由于专利统计数据的滞后性，截止2021年3月1日，长江存储2020年12月的发明专利申请量并未统计出，但并不影响得出上述结论。
（3）核心技术领域3D Nand一枝独秀。3D Nand是一种新兴的闪存类型，通过把内存颗粒堆叠在一起来解决2D或者平面Nand闪存带来的限制。作为业内首款128层QLC规格的3D Nand闪存，长江存储X2-6070单颗容量可达到1.33Tb。
3D Nand技术，垂直堆叠了多层数据存储单元，具备卓越的精度，支持在更小的空间内容纳更高存储容量，进而带来很大的成本节约、能耗降低，以及大幅的性能提升以全面满足众多消费类移动设备和要求最严苛的企业部署的需求。
检索关键词为“3D Nand”，得到发明共670件，其中第一申请人为“长江存储”的发明为369件，占55.07%。排在第二位的为旺宏电子股份有限公司，为33件，占4.93%。从拥有的发明专利的数量来看，长江存储在此领域占绝对的技术优势，一枝独秀。
三、武汉芯片产业发展趋势分析与建议
经过数年的发展，全球芯片产业已经发展到了比较成熟的阶段，而我国的芯片产商较多的集中在晶圆制造和封装测试，也就是整个芯片产业的中下游。长江存储作为新兴晶圆厂商，和以中芯国际为代表的老牌晶圆厂商均处于产能扩张期，在未来数年将迎来密集投产，实现跨越式的发展。
武汉芯片行业应借着《武汉市加快集成电路产业高质量发展若干政策》的东风，依靠政府部门的支持，并引进民间资本，以长江存储为核心，大力发展集成电路晶圆制造产业，并加快芯片设计业、制造业和封测业的协同发展，积极推动芯片产业链的良性发展。同时，要依托中国光谷的创新产业集群，以华中科技大学为龙头，积极建设微电子专业学院，潜心培养集成电路设计和制造专业的各级人才，与芯片产业链上的多家企业紧密合作，促成校企协同育人的合作协议，构建校企对接的协同实践基地，为武汉芯片产业积蓄人才。
参考文献
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[4]孙永杰. 中国芯崛起最需中国心—中国芯片产业频曝烂尾背后的冷思考[J]. 通信世界, 2020年29期.
作者简介：
张静 江汉大学武汉研究院 邮编430056
张静（1980—），女，汉族，湖北省武汉市人，江汉大学武汉研究院助理研究员。研究方向：知识产权战略与管理。写作方向：企业战略与知识产权，专利信息分析。