【专利】2025年中国大陆半导体制造企业专利实力榜单发布

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1.集微咨询:2025年中国大陆半导体制造企业专利实力榜单

2.中国科学院半导体所在高精度光计算领域取得新进展

3.上海交大集成电路学院4篇研究论文入选IEDM 2025大会


1.集微咨询:2025年中国大陆半导体制造企业专利实力榜单

半导体产业从生产工艺角度主要分为设计、制造和封测三大流程,半导体制造在整个半导体产业链中占据着重要地位,推动着摩尔定律的演进,制造环节不仅为设计业提供产品,同时也支撑着庞大的半导体专用设备和专用材料市场。

在半导体产业中,缩小制程节点是推动性能提升的关键因素,先进制程为半导体行业注入了新的活力,但也使得制造工艺复杂性、成本等也与日俱增。在全球半导体巨头激烈竞逐下,近年来芯片先进制程已经一路狂奔至5nm、4nm、3nm时代。目前,台积电、三星以等各头部厂商纷纷布局2nm以下先进制程赛道,英特尔更是于今年攻克1.4nm制程,带来显著的性能提升和功耗降低。

我国半导体制造产业起步晚、人才与技术积累上与国际先进厂商仍有差距,随着美国对中国大陆芯片企业实施先进制程技术和设备的出口管制,国际形式日益严峻,倒逼中国本土半导体制造技术发展,提高本土化程度。2025年,中国在成熟制程芯片方面的总体产能预计将达到每月860万片晶圆(以200mm当量计算),同比增速保持在13%左右。这一产能规模将使中国成为全球成熟制程芯片供给的重要增量来源,特别是在功率器件、显示驱动、微控制器等应用领域。

将研发/生产中的创新成果通过申请专利的形式加以保护,已成为业内企业普遍的做法。在一定程度上专利成果可作为企业技术创新的外在反映。爱集微知识产权咨询针对中国大陆半导体制造企业的专利情况进行了全面梳理,权威发布专利实力榜单,以专利实力作为本行业相关企业的技术创新水准与市场潜力的反映,为公众和投资机构了解国内半导体制造企业的竞争力提供直观的参考。

下文涉及的专利数据统计规则说明如下:

1、除另有说明外,专利数据包括“天眼查”统计的相关企业“持股比例”或“对外投资比例”50%以上主体的专利数据;

2、数据统计公开/公告日截至2025年9月30日的专利数据,来源IncoPat专利数据库,爱集微知识产权咨询整理;

3、境外专利包含向世界知识产权组织(WO)和中国台湾地区(TW)提交的专利申请;

4、以下专利榜单涉及的半导体制造企业含存储;

5、各企业间基于相同的规则比较,但数据库收录的数据源、检索方法设定等因素均有可能造成数据结果的偏差,爱集微知识产权咨询保留最终解释权。

中国大陆半导体制造企业——创新实力榜单

爱集微知识产权咨询从专利布局、有效性、技术、法律和经济等五个维度选取客观指标,基于合理的权重生成爱集微专利价值度,用以量化企业专利的价值高低。爱集微专利价值度兼顾了企业的专利布局策略的健康度、国际视野、专利文件撰写质量等多重因素。根据企业的专利总量和爱集微专利价值度,计算得到各企业专利创新分值,在此基础上发布中国大陆半导体制造企业专利创新实力二十强榜单。

在创新实力榜中,中芯国际以超过2万件的专利专利数量和超过1万分的创新实力分值位列榜单第一位,大幅领先其他竞争对手。中芯国际是中国大陆半导体制造的领导者,也是全球第三大芯片代工厂,在我国半导体制造领域具有难以撼动的地位。

排在第2-6位的企业分别是长鑫存储、长江存储、华虹宏力、华力微、华润微电子等企业,创新实力分值在2000至8000之间,位居第二梯队。第二梯队各企业之间的排名与去年保持相同,未发生变化。在我国半导体制造领域,创新实力排名前6的企业地位相对都较为稳固。

排在第7-10位的企业包括武汉新芯、福建晋华、晶合集成、积塔半导体等企业,创新实力分值在500-1000之间,位居第三梯队。其中积塔半导体在今年超越方正微,首次进入榜单前10。

排在第11-20位的企业创新实力分值均在500以下,处于第四梯队。

中国大陆半导体制造企业——国际布局榜单

境外专利布局对国内半导体制造企业参与全球市场竞争的知识产权保护与国际市场话语权具有重大意义,体现了企业的国际视野。同时,境外专利也是企业实现技术出海、与国际巨头进行竞争的重要武器。针对国内半导体制造企业的境外专利布局的统计数据,爱集微知识产权咨询发布国内半导体制造企业国际布局二十强榜单。

在国际布局榜中,长鑫存储的境外布局数量领先其他企业,稳居第一;长江存储的境外布局专利数量虽略低于长鑫存储,但其境外布局专利占比略高一筹,与长鑫存储并列第一。华润微电子位居第三,主要得益于较高的境外布局专利占比,中芯国际虽布局有近3000件境外专利布局,但境外布局专利占比较低,仅有14.45%,因此排名第四,与福建晋华并列。

排在第6-10位的企业包括武汉新芯、重庆万国、华虹宏力、华力微、晶合集成等。其中,华虹宏力和华力微的境外专利布局数量虽较多,但其境外专利布局比例却仅有5%左右,因此仅排名并列第8。重庆万国的境外布局专利数量为47件,境外布局专利占比为21.96%,相比去年增长14件,晋升到了第7位。

中国大陆半导体制造企业——行业影响榜单

以专利被引用情况作为企业的技术对行业技术的贡献大小的参照。专利被引用的情况包括被其他专利文献公开引用,或在其他专利的实质审查程序中审查员将本专利文献作为对比文献在通知书或检索报告中引用。专利被引用比例的高低反映出企业披露的专利对应的技术方案的研究热度和业内关注活跃度,侧面反映出企业专利的技术先进性,可作为企业的技术对行业技术贡献度的体现。爱集微知识产权咨询基于国内半导体制造企业的专利被引用数量与比例的综合考虑,发布企业技术的行业影响力二十强榜单。

半导体制造行业影响力榜单中,排名榜首的是中芯国际,其专利被引用数量高达5554件,远高于其他企业,华力微以2382件专利被引用数量和30%的被引用比例位居第二。武汉新芯、方正微、福建晋华三家企业凭借30%以上的被引用比例位居并列第三。而长鑫存储和华虹宏力虽然被引用专利数量甚至超过了排名第二的华力微,但由于专利被引用比例均低于30%,仅能排在第6位,与之情况类似的还有排在第10位的长江存储。

中国大陆半导体制造企业——新锐力量榜单

针对成立于近10年内的半导体制造企业,综合企业专利年产出量、专利价值度等多维度数据,爱集微知识产权咨询发布新锐力量企业十强榜单。

从专利数量与专利年产出等维度可以看出,长江存储和长鑫存储两家企业的领先地位稳固,分列前两位;华润微电子紧随其后,专利年产出超过500件,位居第三名;其他企业的专利年产出则均在200件以下,与排名前三的企业拉开了较大差距。

中国大陆半导体制造企业——爱集微星级榜单

最后,爱集微知识产权咨询针对中国大陆半导体制造企业,在综合考虑专利数量、发明专利占比、授权专利与有效专利占比、专利海外布局、被引用比例、专利诉讼、专利转让、专利许可、专利质押、专利撰写水准等指标,进行专利实力星级评价,结果如下。

本次发布的榜单针对中国大陆半导体制造企业,由于企业的发展历史、技术积累、产业规模等多方面的因素,目前在分值上具有一定的差异。公众可通过各个企业间的数据对比,作为企业的技术创新能力、知识产权的重视程度和投入的参考。

爱集微知识产权咨询将持续关注各企业的专利数据更新和专利技术披露,并对榜单进行定期更新,对各个企业的排名变化进行动态监控,作为企业的技术进步与发展的参照。

关于集微知产

“集微知产”由曾在华为、富士康、中芯国际等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人、商标代理人以及资深专利审查员组成,熟悉中欧美知识产权法律理论和实务。依托爱集微在ICT领域的长期积累,围绕半导体及其智能应用领域,在高价值专利培育、投融资知识产权尽职调查、上市知识产权辅导、竞争对手情报策略、专利风险预警和防控、专利价值评估和资产盘点、贯标和专利大赛辅导等业务上具有突出实力。在全球知识产权申请、挖掘布局、专利分析、诉讼、许可谈判、交易、运营、一站式托管服务、专利标准化、专利池建设等方面拥有丰富的经验。我们的愿景是成为“ICT领域卓越的知识产权战略合作伙伴”。

2.中国科学院半导体所在高精度光计算领域取得新进展

在人工智能神经网络高速发展的背景下,大规模的矩阵运算与频繁的数据迭代给传统电子处理器带来了巨大压力。光电混合计算通过光学处理与电学处理的协同集成,展现出显著的计算性能,然而实际应用受限于训练与推理环节分离、离线权重更新等问题,造成信息熵劣化、计算精度下降,导致推理准确度低。

中国科学院半导体研究所李明研究员团队提出了一种基于相位像素阵列的可编程光学处理单元(OPU),并结合李雅普诺夫稳定性理论实现了对OPU的灵活编程。在此基础上,该团队构建了一种端到端闭环光电混合计算架构(ECA),通过硬件—算法协同设计,实现了训练与推理的全流程闭环优化,有效补偿了信息熵损失,打破了光计算中计算精度与准确度之间的强耦合关系。

该架构通过噪声自学习机制,实现了光学与电学参数联合优化与自适应计算精度补偿。实验结果表明,采用4-bit的OPU时,ECA在MNIST手写数字识别任务(计算机视觉领域的经典任务)上的推理准确率达到90.8%,接近8-bit传统计算架构(TCA)的理论极限(90.9%),这表明光计算系统在低硬件精度仍能实现高精度推理,为高性能计算架构的设计提供了新思路。

该OPU支持30.67 GBaud/s的运算速率,实现981.3 GOPS的计算能力与3.97 TOPS/mm²的计算密度。理论分析表明,该结构可进一步扩展至128×128规模,计算能力可达1,005 TOPS,计算密度为4.09 TOPS/mm²,能效可达37.81 fJ/MAC,显示出其在微波光子信号处理、光通信与神经形态人工智能等领域的应用潜力。

相关研究成果以“End-to-End Closed-loop Optoelectronic Computing Breaking Precision-Accuracy Coupling”为题发表于《先进光子学》(Advanced Photonics)。半导体所博士生李俊燊与博士后孟祥彦为共同第一作者,半导体所李明研究员、石暖暖研究员与西班牙瓦伦西亚理工大学José Capmany教授为共同通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金、北京市自然科学基金、中国博士后科学基金、中国科学院国际合作计划等项目的支持。(中国科学院半导体研究所)

3.上海交大集成电路学院4篇研究论文入选IEDM 2025大会

12月6日至12月10日,微电子器件领域的顶级会议第71届国际电子器件大会(IEEE International Electron Devices Meeting,以下简称“IEDM 2025”)在美国旧金山召开。上海交通大学集成电路学院(信息与电子工程学院)微纳器件与集成系统研究所郭小军团队和刘景全团队共有4篇论文入选,报道了新型晶体管技术应用于光电传感、生化传感、生物合成等方向的研究进展。

成果一: 超高灵敏度离子敏感双栅铁电场效应晶体管

实现高灵敏pH传感在生物医学诊断和环境监测等领域至关重要,但传统离子敏感场效应晶体管(ISFET)受限于Nernst理论极限(~59 mV/pH)或高压操作(>15 V),难以在微纳尺度下实现低功耗高效检测。

针对这一挑战,研究团队在IEDM 2025会议上报道了基于离子敏感双栅铁电场效应晶体管(DG-ISFeFET)的创新工作,通过引入反铁电HfxZr1-xO2(HZO)薄膜、浮栅结构和In₂O₃沟道材料,首次实现了超Nernstian极限>1000 mV/pH灵敏度和<3 V低工作电压的突破。该器件采用双栅结构,其中顶部为Al₂O₃ pH敏感层,底部为反铁电HZO栅介质,通过优化双栅电容比以及采用极化反转效应放大沟道电流。实验表明,反铁电HZO在正向扫描中通过极化翻转注入负电荷,显著增强灵敏度,而反向扫描则抑制响应。在同样的工作电压下和电容比条件下,较传统双栅ISFET提升3倍以上。该工作所研制的DG-ISFeFET展现了新的调控传感灵敏度的物理机制,并展现出超高灵敏度、低工作电压、CMOS工艺兼容等显著优势,为开发微型化、低功耗、高性能pH传感系统提供了创新的技术方案。

成果二:超高分辨率超能斯特极限双栅离子敏感薄膜晶体管阵列芯片

在病原体精准鉴定、疾病标志物筛查以及现场快速检测等关键领域,电化学离子敏感薄膜晶体管(ISTFT)技术作为核酸(DNA)分子检测的潜力平台备受瞩目。但当下ISTFT技术面临“高灵敏度与高密度难以两全”的限制,制约了微量分子反应体系待测信号的精准捕捉,难以满足快速并行分子检测的迫切需求。

针对上述挑战,研究团队在 IEDM 2025会议上报道了一种单片集成的超灵敏双栅(DG)氧化铟镓锌(IGZO)离子敏感薄膜晶体管(DGISTFT) 阵列芯片。该芯片采用兼容G4.5产线的创新结构设计,通过非对称电容耦合效应将电位灵敏度提升至110 mV/pH,超越传统单栅结构的能斯特检测灵敏度极限(59 mV/pH)。同时,该新型双栅器件展现出极其卓越的微缩特性,即灵敏度放大系数不依赖栅极及其与源漏间距等几何尺寸,器件具备向更小物理尺寸微缩以进一步提升阵列分辨率并保持高灵敏度增益的潜力。得益于此,团队设计了基于1-T(单晶体管)紧凑像素电路的DGISTFT 阵列芯片,集成超过 6.5 万个传感像素,空间分辨率高达 800 PPI,并同步集成了片上门驱动电路(GOA),实现对溶液中氢离子浓度和空间分布的实时动态监测。在应用层面,设计了一款具备6个独立微流控通道的生物传感芯片,借助对环介导等温扩增(LAMP)反应过程中所释放氢离子的快速捕捉和检测,实现对大肠杆菌 O157:H7、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌等 4 种主要食源性致病菌的片上实时并行检测,阴性对照结果表明在 5-10 分钟内即可显著区分阳性样本,检测速度优于传统的 LAMP和聚合酶链式反应(PCR)等方法。

成果三:柔性全有机三维集成高分辨率图像传感芯片

实现柔性、轻量化的光图像传感芯片,是未来穿戴式设备、电子皮肤等领域的重要发展方向。然而,现有的柔性图像传感芯片依赖无机器件或外部驱动芯片,难以在实现全柔性的同时,兼顾高分辨率与系统集成度。

针对上述挑战,研究团队在IEDM 2025会议上报道了首款基于全有机薄膜晶体管(TFT)的柔性光学成像芯片。该芯片采用了全有机TFT体系,构建了有源矩阵背板和栅极驱动电路,并在其上层堆叠高灵敏度的有机光电TFT作为传感层。成功实现了256×256像素规模和213 PPI的高分辨率。通过在柔性PEN基板上直接集成栅极驱动电路,大幅减少了外部连接引脚数量,显著提升了芯片的机械柔韧性和鲁棒性。所研制的柔性全有机TFT芯片不仅成功实现了实时指纹采集,还演示了其在弯曲状态下的低畸变成像能力,该成果为大面积、低成本、真柔性传感系统的集成与应用提供了可靠的技术路径。

成果四:薄膜晶体管高通量DNA合成芯片

在新兴的DNA合成技术领域,相较于依赖复杂光控条件的光致酸脱保护DNA合成法以及光敏单体介导的光控脱保护DNA合成法,基于晶体管技术的电化学DNA合成法展现出大规模并行反应控制灵活、无需复杂光控条件、仪器设计与操作相对简便等优势。然而,在薄膜晶体管(TFT)所具备的强大产能与生物合成创新技术需求之间仍存在显著差距,兼容显示产线工艺可量产的低成本、高通量、高产率DNA合成生物芯片仍未实现。

针对上述挑战,研究团队在IEDM 2025会议上报道了利用成熟量产TFT技术实现高通量DNA片上合成的研究成果。该DNA合成生物芯片由兼容G4.5产线的IGZO TFT设计而成,共计含有6.5万个合成位点并集成GOA电路实现主动矩阵驱动,在加载多种生化试剂后保持电稳定,通过精确控制电压实现选择性电化学反应,利用电化学原位产酸(EGA)控制脱保护过程,从而实现独立像素上DNA寡核苷酸的合成。研究团队借助多物理场仿真,设计优化了阴极宽度和阳极空心区域宽度以抑制相邻像素间的串扰,提升了DNA寡核苷酸合成的均匀性。荧光原位杂交凝胶电泳图像结合凝胶电泳图像结果表明,所合成的高质量寡核苷酸序列达到150 nt,单像素产量达fmol级,耦合效率高达98.5%,且通过Sanger测序验证了基因拼接功能。该研究成果为大规模高通量DNA合成提供了可扩展且经济的解决方案,促进了半导体制造与生物技术的融合,为经济高效、规模化的DNA生产奠定了基础。

关于IEDM

IEDM在国际半导体技术界享有较高的学术地位和广泛的影响力,是产业界和学术界展现集成电路器件领域最新研究进展和成果的重要平台,它与ISSCC(国际固态电路会议)、VLSI(超大规模集成电路研讨会)并称集成电路领域的“奥林匹克盛会”。本次会议的主题为“塑造未来的器件创新”( SHAPING the FUTURE of DEVICE INNOVATIONS)。(上海交通大学)

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