以專利數據一窺Intel與TSMC先進製程發展脈絡

August 24th, 2020 ‧ 10 min read

7月底美商Intel公司於發布財報,雖然整體營收與獲利皆與2019年同期成長約20%,但是毛利率自2019年同期的 59.8% 下降至 53.3%,低於先前預期的 56%,下降至 11 年最低點,並宣布原本其7nm製程最快於2022年初投入量產,現今將推遲至少6個月。Intel執行長Bob Swan也提到正在評估將部分產品委託晶圓代工進行製造。而相較Intel,AMD自2018年起已將7nm的CPU與GPU訂單皆由TSMC代工,其2020年第二季營收較2019年同期成長26%,每股盈餘更從2019年的0.03美元大幅增加至0.13美元。AMD更預期2020年營收將較2019年成長32%。

進一步觀察承接AMD處理器代工訂單之TSMC,其第二季營收較2019年同期成長34.1%,毛利率由2019年的43%提升到53%。7nm製程出貨占2020年第2季銷售金額的36%。先進製程(包含16nm及更先進製程)的營收達到全季晶圓銷售金額的54%。

處理器領域正面臨IDM(Integrated Device Manufacture)模式與Fabless模式路線之爭,大廠Intel與AMD的商業模式更牽動半導體產業鏈發展,尤其是晶圓代工與封測企業,其所涉及的技術發展更是需要長期關注,筆者藉由分析Intel, Global Foundries(AMD), TSMC, Samsung於先進製程之專利數據,觀察該四家公司於不同年度之先進製程研發產出與其相對的專利佈局變化。

首先筆者比較Intel, Global Foundries(AMD), TSMC, Samsung之美國專利於先進製程之專利申請數量。其中,Global Foundries所持有之專利包含由AMD以及IBM所繼受取得之專利。另,為了比較上述公司之相對變化,筆者將各年度、各家公司所申請之美國專利數量進行百分比的計算,以下圖2013年為例,4家公司總計申請約1,000件美國專利,其中,Global Foundries佔比為53%、Intel佔比為8%、Samsung佔比為10%、TSMC佔比為29%。

Non-planar Transistor技術美國專利分析
圖1 Non-planar Transistor技術美國專利分析(source: app.patentcloud.com

從Non-planar Transistor技術之專利進行分析,4家公司歷年總計申請11,055件美國專利,其中,Global Foundries佔比為39%、TSMC佔比為32%、Intel佔比為11%、Samsung佔比為18%。從年度來觀察,在2013年以前主要為AMD公司進行相關專利申請,歷年申請比例約在40%~50%左右,而TSMC公司之佔比皆低於30%。但是,在2015年後,TSMC專利佔比來到約40%,已經超越Global Foundries躍居首位。更在2017年有逼近50%的佔比,幾乎超越其他3家公司的專利申請總數。(備註1)

EUV技術美國專利分析
圖2 EUV技術美國專利分析(source: app.patentcloud.com

筆者進一步分析EUV技術之專利,4家公司歷年總計申請1,529件美國專利,其中,Samsung佔比為35%、TSMC佔比為29%、Global Foundries佔比為21%、Intel佔比為15%。從年度來觀察,在2004年以前主要為Intel公司進行相關專利申請,歷年申請比例約在40%左右,而其他公司之佔比皆低於30%。在2005年到2011年間,主要為Samsung公司進行相關專利申請,歷年申請比例約在40%~50%左右,而其他公司之佔比皆低於30%。在2012年後,TSMC的申請比例開始提升,在2013年提升至44%後,後續年度佔比皆緩步提升,同時期,除了Samsung公司的佔比在30%左右,Global Foundries與Intel公司之佔比皆遠落後於TSMC與Samsung。

Non-planar Transistor技術及EUV技術專利品質價值分析
圖3 Non-planar Transistor技術及EUV技術專利品質價值分析(source: app.patentcloud.com

筆者進一步運用Patentcloud Patent Search之專利品質價值指標(備註2)分析前述公司之美國專利。可以發現,在Non-planar Transistor技術,TSMC公司高品質及高價值專利(指品質與價值指標皆在A以上)的比例最高,約占17%,Intel次之,約占14.7%。在EUV技術,以TSMC為最高,約占9%,Global Foundries次之,約占3.7%。

本文藉由分析先進製程技術專利申請佔比的消長,來交叉印證各公司於此技術的研發資源投入與產出以及技術商品化的脈絡;並藉由分析前述專利之品質價值指標,確認各公司專利組合的強度與優劣勢。總的來說,長期投入研發資源並關注專利品質價值之公司,應可建立優質優勢專利組合,創造有利競爭之優勢地位。


備註:
1: 進行此數據分析時,2018、2019年申請之專利有部分尚未公開。
2: 專利雲之專利品質與價值白皮書 https://www.inquartik.com/patent-quality-value-whitepaper/
專利品質與價值等級區分:
AAA:前 3%
AA:90% – 97%
A:75% – 90%
B:50% – 75%
C:25% – 50%
D:最後 25%

曾 志偉

世博集團董事長
賽恩倍吉集團主席

曾志偉先生為現任世博董事長暨賽恩倍吉集團主席,帶領世博團隊為企業提供整合專業服務,含商業模式及智慧財產策略、投資併購盡職調查、專利組合佈局策略、專利風險分析、專利貨幣化。

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