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【集成电路布图设计撤销案件】逐鹿手机射频芯片 集成电路布图设计先行

发布时间:2021-05-31
  射频芯片是将无线电通信信号转换成一定的无线电信号波形,并通过天线谐振发送出去的一种电子元器件,包括功率放大器、低噪声放大器和天线开关。射频芯片是手机终端中最重要的核心部件之一。   

  全球射频前端芯片设计制造国外企业起步较早,主要有Murata、Skyworks、Broadcom、Qorvo、Qualcomm等。相比之下,国内射频公司起步较晚,射频前端功率放大器的设计公司主要有北京昂瑞微、络达、唯捷创芯、紫光展锐、慧智微、深圳飞骧、中普微(韦尔股份控股)、华为海思等。

  国内外相关集成电路企业都极其重视射频芯片的研发和创新,在技术创新方面,现有射频芯片设计的改进方向主要包括以下4个方面:

  一是降低寄生电容、寄生电感的参数。射频电路是一种高频工作电路,在射频频段,两条相邻的金属走线,或者上下两层金属走线的交叠都会形成寄生电容。一条普通的金属连线在低频或者直流领域,只起到电气连接作用,但在射频领域也会形成寄生电感。这些寄生的参数会让芯片实际性能与预先设计的性能发生偏差,导致设计失败。

  二是减小信号的耦合串扰。射频信号是一种高频信号,它会通过金属连线的耦合,共地、共电源等连接方式产生信号的串扰,如果形成同相位的反馈叠加,还有可能形成放大器的振荡。

  三是保证金属层的通电流能力。射频功率放大器是一种大功率大电流芯片,对于金属的通电流能力也是有要求的,一味地减少金属宽度和交叠,有可能引起通流能力不足,发射电迁徙或者烧断等问题。

  四是优化版图面积,降低成本。射频芯片的衬底通常为化合物半导体衬底,其单位面积的价格通常是硅芯片的6倍,在保证射频性能的情况下,需要尽量减小芯片面积,降低成本。通常将晶体管功率级、去耦电容、静电保护电路等因素做协同考虑,互相配合,主动利用芯片的空白区域,或者对于不可规避的空白面积,放置去耦电容、隔离墙,减少串扰。

  集成电路布图设计作为芯片制造中非常重要的一个环节,是芯片研发和创新能力的核心体现之一。我国集成电路布图设计保护制度自2001年随着《集成电路布图设计保护条例》的公布实施,经过二十年的发展,得到了长足进步。在我国现行布图设计保护制度中,集成电路布图设计专有权经其创作者向国家知识产权局登记产生,未经登记的布图设计不受条例保护。

  从集成电路布图设计登记趋势来看,申请数量逐年递增,尤其是2016年后急剧上升。2020年,我国集成电路布图设计发证1.1727万件,同比增长77.3%,提交申请集成电路布图设计登记的企业数量达5600余家,超过了2019年的两倍。相应地,射频芯片相关集成电路布图设计的登记量近年来也逐年递增,体现了企业对这一领域技术创新的关注和重视。我国在该领域的技术创新起步较晚,与发达国家相比存在较大差距,因此,国内相关集成电路企业在设计射频芯片时,需要充分了解全球范围内相应技术领域的发展现状、改进热点以及芯片设计相关情况,力争占领这一技术领域全球技术创新的制高点。

  集成电路布图设计经登记获得专有权后,专有权人享有禁止他人复制其布图设计或将其布图设计投入商业利用的权利,他人如果认为布图设计专有权不符合条例相关规定的,可以向国家知识产权局提出撤销意见,请求撤销该专有权。

  国家知识产权局近日公开审理的一件集成电路布图设计撤销案件,该案涉及的“KX11(4G高频段功率放大器芯片布图)”布图设计即属于对射频芯片设计版图优化,涉及为减小寄生电容、减小信号耦合串扰等方面的改进。据了解,为了节约版图,该布图设计的静电保护电路采用带状分布,紧密贴合于第三级放大区域与输出管脚之间。为了减小耦合电容,该布图设计对区域内的金属层进行Y方向挖空至第三个电容下侧面水平位置。该案涉及了当前射频芯片设计领域的改进方向。

  预计到2025年,全球移动终端射频前端市场规模有望达到258亿美元。本案的审理势必会给涉案当事人在射频芯片领域市场带来影响,也势必对业内带来一定冲击,随着越来越多布图设计相关案件的审理,相信会鼓励更多企业加大集成电路技术创新,促进集成电路芯片的技术发展。  (来源:中国知识产权报 作者:清 泉)