【精品论文分析PPT】专利分析探讨3D IC TSV发展现况手册.ppt

1,以專利分析探討3d ic tsv 發展現況,指導教授：張嘉華 學 生：林韋雯,2,第一章 緒論 第一節 研究目的 第二節 研究架構與範圍 第三節 研究限制 第二章 文獻探討 第一節 智慧財產權的概念 專利介紹與分析 第二節 3d ic技術介紹 第三節 tsv技術介紹,論文大綱,3,論文大綱 (續),第三章 研究方法 第一節 專利分析範圍定義 專利檢索方法 第二節 專利地圖分析 技術功效分析 第四章 專利分析研究結果 分析結果 未來方向 .,4,1-1研究目的,3dic是目前台灣半導體產業中要積極發展之重要技術，現今因消費性的電子產品高效能、低耗電需求，而使用tsv產生立體堆疊晶片之應用，根據市場分析公司yole development(2009)的說法，3d tsv晶圓級封裝技術有極大的潛力，在2012年會對近70%的cmos手機用影像感應器市場造成衝擊。 3d ic tsv 技術儼然是目前半導體產業最受注目的專利技術，終將朝向異質整合方向發展，對於其他相關產業帶來的產值相當可觀，因此，本研究將以tsv專利的角度，進行目前發展的概況分析。,5,1-2研究架構,6,1-3 研究限制,1. 由於專利申請及核准間有時間的落差，也將會造成製作專利地圖上的限制，如：以美國專利申請而言，平均約在2 年後可獲証，此時公開之資訊，亦有為時相當之技術遲延，以致在專利分析上將難致完整。 2. 正在申請中之專利資訊不易獲得，取樣之範圍若不正確亦會影響分析結果。 3. 某些公司組織並未將技術公開出來，也就是有些公司組織基於某些因素及策略上的運用而沒有去申請專利，這類技術或許具有極關鍵的地位，而無法取得。,7,第二章,8,2.1.1 智慧財產權概念,近半世紀來，科技昌明、技術進步的結果，人們逐漸重視無形體的精神創作成果，亦要求能在法律上予以尊重及保護，因此構成另一種形式之無體財產權。 智慧財產權同時是一種無體財產權，亦即其保護客體並無一定之有形物體，純屬法律上抽象存在之概念。,9,2.1.1智慧財產權概念 續,智慧財產權依不同領域類型的有形、無形的分門別類區分為: (1)著作權 (2)專利權 (3)商標權 mandell(2000)認為市場上的競爭對手如果可以從商品上逆向還原出製造的技術，且能利用此技術製造出相似的產品，那麼此項產品在即上市前就應該要有專利權保護。,10,2.1.2 專利介紹,專利乃是對於一項發明所授與之獨家權利，並對專利所有人提供保護，所謂發明是指可以提供新方法或是新的解決方案之產品或是製程。專利是科技與法律的介面產物。 在我國的專利法規定中，專利分為下列三種： 1. 發明專利 謂利用自然法則之技術思想之高度創作。 2. 新型專利 謂對物品之形狀、構造或裝置之創作或改良。 3. 新式樣專利 謂對物品之形狀、花紋、色彩或其結合，透過視覺訴 求之創作。稱聯合新式樣者，謂同一人因襲其原新式 樣之創作且構成近似者。,11,專利分類表格,12,2.1.3 專利分析,專利分析就是將專利資料轉換成更有價值的資訊，市科技研發規劃與智慧財產權管理的有效工具，可作為科技競爭分析、科技趨勢分析以及權利範圍判斷。 美國著名專利分析研究者mary ellen mogee 認為專利分析結果具有下列應用價值： 1. 競爭對手分析（rival analysis） 2. 技術追蹤及預測（technology tracking and forecasting） 3. 掌握重要之技術發展（identifying important developments） 4. 國際專利策略分析（international strategic analysis）,13,2.1.4 專利地圖,國內學者通常將專利地圖分為: 專利管理圖(management map) 專利管理圖所呈現出來的是企業經營上的情報 專利技術圖 (technology map) 專利技術圖則是呈現企業有關於技術上的情報，,14,2.1.4 分析圖表介紹,專利管理圖分析主要係藉由專利書目資料的統計分析，以提供管理階層訂定管理決策之參考。 主要包含有：專利數量趨勢分析、競爭國家分析、競爭專利權人分析、發明人分析、ipc分析、upc分析等。 專利技術分析係將專利深層剖析，依據專利目的、達成功效、技術手段、專利要件等，做成條理分明可供研究人員一目了然的之簡要技術資訊，以縮短研讀時間提昇效率。 技術分析圖表主要包含有：技術功效分類基本表、專利分析摘要表、技術分布鳥瞰圖、功效分布鳥瞰圖、技術領域歷年發展圖、指定公司歷年技術發展圖、技術功效矩陣圖等。技術分析圖表最重要的功能係作為迴避設計的參考。,15,2.2.1 3d ic介紹,傳統以壓縮電晶體尺寸來達到更高性能的作法，導致於設計者繼續把更多電晶體塞進更小的扁平晶片中。 3dic觀念其實並不是一個新觀念，最早是由ibm公司kenneth p.stuby and wappingers falls (1969)申請一個美國專利，主要是在說明晶圓上下導線貫穿相連的結構。,16,3d ic 構造圖,17,2.2.2 3d ic介紹 續,18,2.2.3 3dic應用,3d ic主要是對應過去原件進行平面2d連結方式，逐漸發展為立體堆疊的型態，來達到可攜式電子產品縮減體積、降低耗能、增加效能所需要之相關要求。,19,3d ic應用在產品上,20,2.3.1 tsv技術,tsv為直通矽晶穿孔(through-silicon via)封裝技術， 是一種能讓3d封裝遵循摩爾定律(moores law)演進的互連技術。 tsv 的晶片堆疊並非打線接合(wire bonding)的方式，而是在晶片鑽出小洞，從底部填充入金屬，作法是在每一個矽晶圓上以蝕刻或雷射方式鑽孔（via），使其能通過每一層晶片，再以導電材料如銅、多晶矽、鎢等物質填滿，而形成一通道道(即內部接合線路)來做連接的功能，最後則將晶圓或晶粒薄化再加以堆疊、結合(bonding)，作為晶片間傳輸電訊號用之堆疊技術。,21,22,第三章,研究方法,23,3.1.1專利分析範圍定義,專利文獻檢索主要可按照專利分類索引或專利權人索引來檢索，以及電腦檢索等方法。 1. 專利分類檢索 各國分類表，主要是按照本國的分類體系將各種發明、技術主題分層次地分成大類、小類、或部、分部、組、分組等排列的。 2. 按專利權人檢索 專利權人是調查專利的有用線索。 3. 電腦檢索,24,3.1.2 專利檢索之辦法,檢索的設定一開始是先找出所有跟3dic及tsv相關製程技術分五類做搜尋，找到資料後之後加以整理分析如: 設計類:thin film、stack、fpga等， 應用類:rf、flash、mems、cmos is、soc、memory、 microprocessor等 設備類:laser、etch、tsv probing、post bond testing、 pick-and-place、bond/debond、wafer handling 材料類:ai、oxide、si、cu、ni、polysilicon、silicon 製程改善類:via filling、tsv isolation、via-first、 via-last、cmos、wet etching等,25,3.1.3關鍵技術製程,薄化(thinning): 研磨(grinding)、化學機械研磨(chemical mechanical polish cmp) 、電漿蝕刻(plasma etching)、濕式蝕刻(wet etching) 晶圓鍵和(wafer bonding): 直接鍵和(direct bonding 間接晶圓接合(mediated wafer bonding) 晶圓貼晶圓(w2w) 晶粒貼晶圓(d2w/c2w),26,3.1.3 關鍵技術製程 續,挖孔(tsv formation) 雷射(laser) 、高反應離子蝕刻(drie(deep reactive ion etching) 、濕蝕刻(wet etching) 填孔(via filling) 隔離層(tsv isolation) 、擴散阻礙層(barrier layer) 、種晶層(seed layer) 金屬填充(metal filling) 鎢(w/tutungsten，cvd)、鉬(mo)、銅(copper,ecd),27,檢索詞彙篩選,經過專家詢問與多次篩選之後發現，眾多的3d ic相關製程資料裡，挖孔與填空這兩大區塊跟 tsv製程具有高度相關，所以本研究將會針對這一部分作為主要專利搜尋。,28,關鍵字檢索設定,tsv or “through silicon via” (tsv or “through silicon via”) and laser (tsv or “through silicon via” ) and (drie or “deep reactive ion etching” ) (tsv or “through silicon via”) and “wet etching” (tsv or “through silicon via” )and isolation (tsv or “through silicon via”) and “barrier layer “ (tsv or “through silicon via”) and “metal filling”,29,3-2 專利地圖分析,本研究經整理後，分析出的 tsv相關專利件數總共有508筆的資料，以下將分析各種圖表來說明:,30,國家件數分析,31,發名人件數專利分析,32,研發強度分析,33,第四章,34,分析結果,經過專利地圖的分析，得知3dic產業主要技術申請的專利國家與公司並不分散，大部分都還是落在相同的幾家公司手上，不過要值得注意的是，當公司專利件數大部分都落在同樣幾個人手裡，並不是一件好的現象，因為公司重要專利技術資產就都在少數人手裡，對於專利年齡還不長的，都還是需要注意。 本研究可知3dic tsv相關製程技術產業還是一個較新興的產業，專利技術的平均專利週期大部分都還不長，相關研發機構也不多，可見還是有很多的專利技術還在研發當中，雖然，第一篇相關專利1976年就出現，但是，還