CIS封裝-從專利資訊分析CIS產業分工

October 23rd, 2020 ‧ 13 min read

報導,台積電(TSMC)子公司采鈺科技(VisEra)決定斥資新台幣16.8億元建廠,將供生產及營運使用,以紓解影像感測元件與光學指紋辨識需求吃緊的現象。采鈺科技成立於民國92年12月,原為台積電與影像感測器廠豪威(OmniVision)合資公司,台積電105年買回股權,納為子公司,主要從事影像感測器(CMOS image sensor, CIS)後段製程生產,包括彩色濾光膜(color filter)製造、晶圓級測試服務與晶圓級光學薄膜製造。若連結CIS產業近期另外一則新聞,傳聞其母公司台積電接下日本CIS大廠SONY代工訂單,台積電將為SONY打造生產高階CIS的代工生產線,而其子公司采鈺科技則負責進行後段製程彩色濾光膜生產等。據此推論,采鈺科技擴廠的具體原因呼之欲出,筆者進一步使用Patentcloud所提供的專利檢索工具對采鈺科技所擁有之專利進行檢索,期望能在專利資訊中找出其他有助於判斷推論的信息。

采鈺科技專利全球佈局
圖一: 采鈺科技專利全球佈局 (Source: Patentcloud, Due Diligence)

利用專利盡職調查一鍵式解决方案(Due Diligence)進行分析,圖一顯示了截至2020/10/13,采鈺科技擁有557件有效中或申請中的專利(233個專利家族),涵蓋台灣(170件)、美國(159件)、中國(149件)、日本(71件)、歐洲(4件)、韓國(4件),其專利申請推測以主要銷售地區(美國、中國)與生產地點(台灣)為主。此外,日本在CIS產業有相當多的公司投入其中,包含龍頭SONY,佈局日本則是采鈺科技專利佈局的另一個考量點。

 CIS產業分工
圖二: CIS產業分工 (Source: 世博科技顧問)

以CIS產業來說,存在兩種商業模式生產晶片,一種是整合元件製造商(IDM)廠,譬如SONY或三星(Samsung)所採取一條龍式的生產模式,他們本身就具備從電路設計、晶圓製造、後段製程、封裝測試等技術能力;另一種是將生產晶片拆成數個環節由不同公司來分工,舉例來說,采鈺科技側重在影像感測器的光學部件如彩色濾光膜(Color filter, CF)、微透鏡(Microlens, ML)的加工,必須搭配電路設計商,譬如OmniVision所開出的規格,生產光學部件。而因滿足規格所開發出來的製程技術,則應申請專利保護,建立專利壁壘,避免其他光學部件競爭者者能輕易切入此生產技術的供應鏈。若以此邏輯來推論,假設SONY因外部影像感測器需求上升,而本身產能無法跟上需求抑或是成本考量,SONY可尋找委外製造代工的機會,把資源集中挹注在影像感測器電路設計上,此時如圖二的產業分工模式可成型,由台積電負責影像感測器的晶圓代工、采鈺科技負責後續CL/ML的製程,封裝測試則可交由精材(Xintec)或同欣電(Tong Hsing)進行封裝與晶圓重組(wafer reconstitution)。在此同時,采鈺科技為避免日後SONY晶圓代工產能提升或想分拆CF/ML製程給日本當地其他光學部件加工競爭者,佈局日本專利是一個很好的選擇,確保自身技術能力持續領先。

采鈺科技專利申請年分析
圖三: 采鈺科技專利申請年分析 (Source: 世博科技顧問)

由采鈺科技專利申請年分析(圖三)可看出些端倪[註1],推測2012年以前,主要的客戶是與台積電合資的前母公司OmniVision,專利佈局區域以台灣(灰)、美國(藍)、中國(紅)為主,也是晶片主要生產、銷售的地點,佈局日本專利每年比例不超過8%;2013年以後,對日本專利加大佈局,推測是希望能與日系CIS大廠有合作機會,以自身擁有的製造技術尋求技術出海口,佈局日本專利每年比例超過13%,當然如果檯面下從2013年起就已經跟其他日系感測器製造商合作開發影像感測器的相關製程技術上,提前佈局相關製程技術也不顯得意外了。

采鈺科技潛在貨幣化對象分析
圖四: 采鈺科技潛在貨幣化對象分析 (Source: Patentcloud, Due Diligence)

進一步的分析引證采鈺科技專利是那些專利權人(圖四),除了自己(采鈺)引用自身專利外,產業鏈的上下游都出現在圖表當中,舉例而言,供應鏈上游OmniVision、TSMC、SONY、Fujifilm、Samsung、Himax(奇景光電)、On semiconductor(Semiconductor Components Industries為其子公司),供應鏈下游Xintec(精材)等,在此可解釋采鈺科技所申請的專利,技術內容涉及上下游專利權人所申請之技術,使得專利申請人或審查委員會引用采鈺科技之專利作為前案,換句話說,采鈺科技專利技術在其產業鏈有產業價值,技術內容有機會被業界上下游業者所採用,采鈺科技被引用的專利,具潛在貨幣化價值,而引用專利的專利權人,則為專利潛在貨幣化對象。值得一提的是Google赫然出現在專利權人之內,推測與之前報導Google與奇景合作推出超低功耗CMOS影像感測器有關,有興趣的讀者們可進一步分析Google相關專利的技術內容。

另一方面,圖表的顏色代表著引用專利的專利家族成員數量,當專利家族數量越多,該技術實施在產品上的機會越高,以采鈺科技專利為例,SONY、On semiconductor各有一件引用專利的同族專利數量為12~13,隱含SONY、On semiconductor有較高機會為采鈺科技潛在技術出口,潛在合作對象。

以目前所公開之專利資訊與初步分析來說,SONY極有可能是采鈺科技未來的重大客戶之一,采鈺科技若能持續研發製程技術與佈局專利,未來可向其母公司台積電看齊,持續擴大技術領先,達到該製程技術領域的領先者,另外,google是否可能成為未來采鈺科技合作對象之一呢?,若對采鈺科技之專利與Google之相關專利做技術方案、結構拆解比較進一步分析,或許才能得到較明朗的答案。但可以預期的,以目前SONY計畫製造委外代工與google以無晶圓廠(Fabless)方式切入CIS產業的例子,生產製造外包給其他廠商的商業模式,仍是未來具競爭力的商業模式。


注:
1. 2019、2020年部分資料受限於專利早期公開制度,申請後須1.5年才予以公開
參考資料:
1. 采鈺科技公司官網
https://www.viseratech.com/html/TChinese/VisEra_Color_Filter_and_Micro_Lens_Array.htm
2. 聯合新聞網
https://udn.com/news/story/7240/4680936
3. 蘋果新聞網
https://tw.appledaily.com/property/20200122/A34WIR5NXWX7DC6XRCT42MWBQE/

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