LED专利分析-课件.ppt

1、LED专利分析 LED专利壁垒形成分析专利壁垒形成分析 一、一、LED专利壁垒形成专利壁垒形成 二、行业垄断寡头二、行业垄断寡头 三、中村修二（日亚化学）三、中村修二（日亚化学）“诺贝尔奖级别诺贝尔奖级别”的发的发明明 四、白光四、白光LED官司与合作官司与合作 五、契机：专利到期格局生变五、契机：专利到期格局生变 六、六、LED行业专利策略分析行业专利策略分析 七、美国七、美国“337调查调查”两次两次“吸髓吸髓”我国我国LED企业企业 八、专专利荧光粉材料分析八、专专利荧光粉材料分析 九、专利交叉授权图九、专利交叉授权图 十、十、晶片厂专利状况分析晶片厂专利状况分析一、一、LED专利壁垒形

2、成专利壁垒形成 摘要：摘要：LED行业是一个高技术壁垒的行业，这里指的是上游芯片和外延片，行业是一个高技术壁垒的行业，这里指的是上游芯片和外延片，该环节目前占到了整个产业链产值的该环节目前占到了整个产业链产值的70%。做。做LED芯片、外延片要比单纯做封芯片、外延片要比单纯做封装、做下游应用产品难得多，这当中涉及技术、工艺在内的多方面要求装、做下游应用产品难得多，这当中涉及技术、工艺在内的多方面要求1、衬底难题：用来做衬底的蓝宝石，硬度只比钻石差点，加工起来对工、衬底难题：用来做衬底的蓝宝石，硬度只比钻石差点，加工起来对工艺要求很高。另一种做衬底的原材料碳化硅就更苛刻，价格高于蓝宝艺要求很高。

3、另一种做衬底的原材料碳化硅就更苛刻，价格高于蓝宝石并且稍不注意就容易出现龟裂、发光效率不及格、可靠性差等问题，石并且稍不注意就容易出现龟裂、发光效率不及格、可靠性差等问题，因此尽管做出来的因此尽管做出来的LED芯片性能好过蓝宝石，但目前占据主流的确是芯片性能好过蓝宝石，但目前占据主流的确是前者。前者。2、外延片生长、芯片制造的难题：不同的衬底材料会采用不同的外延生、外延片生长、芯片制造的难题：不同的衬底材料会采用不同的外延生长技术，并且延续到后续芯片加工和封装。长技术，并且延续到后续芯片加工和封装。3、技术难题：提高发光效率、降低节温和散热等问题。、技术难题：提高发光效率、降低节温和散热等问题

4、。二、二、行业垄断巨头行业垄断巨头 全球LED产业格局为美国、亚洲、欧洲三足鼎立，世界主厂商分布在美国、日韩、欧盟等地。他们拥有核心技术和专利，在GaN基蓝光LED、白光LED等技术上处于领先地位。由此造成全球LED高端产品市场集中度高，目前全球LED市场由行业前5大厂商掌控，即：日本日亚化学（Nichia)日本丰田合成（ToyodaGosei)美国的cree公司欧洲的飞利浦(Philips Lumileds)欧洲的欧司朗(Osram)这五家厂商为了维持竞争优势、保持自身市场份额申请了多项专利，几乎覆盖了原材料、设备、封装、应用在内的整个产业链。LED厂商间通过专利授权和交叉授权来进行研发和生

5、产，不仅阻碍了新进入者的产生，某种程度上也增加了企业的生产成本。三、三、中村修二（日亚化学）中村修二（日亚化学）“诺贝尔奖级别诺贝尔奖级别”的发明的发明 日亚化学先在1988、1989年资助中村修二到美国佛罗里达州立大学研究有机金属气象法（MOCVD）。其时整个业界对蓝绿光LED都束手无策，而作为今天LED最主要材料的氮化镓，当时很难找到与之晶格常数相匹配的衬底，这样生长的外延片原子排列就不规则，发光效率无法提升。同时。作为发光二极管中不可缺少的部分P型GaN成长不易。技术的突破首先从被称为氮化物之父的名古屋大学的赤崎勇教授开始，他利用MOCVD在低温下成长了氮化铝缓冲层，而后在高温下成长氮化

6、镓。随后，中村修二在1991年利用低温成长非结晶氮化镓缓冲层，再以高温成长氮化镓结晶。1989年，赤崎勇教授利用电子束照射得到P型氮化镓，中村修二直接利用热退火完成P型氮化镓的制作。这样，困扰氮化物半导体的两个重大问题先后被赤崎和中村攻克，从此开创了今天氮化物半导体在白光LED中的核心地位。四、白光四、白光LED官司与合作官司与合作 1、日亚与丰田合成官司：随着蓝光和白光LED产品的成熟，LED新的应用领域不断涌现。在赤崎勇教授的指导下，丰田合成首先开始了与日亚的竞争。同时也成为日亚化学发难的对象。2、日亚与CREE官司：在与国内对手丰田合成开战的同时，日亚化学还同远在美国的CREE公司竞斗。

7、争议的焦点在于CREE公司的蓝光LED与日亚化学的蓝光专利是否相同，判决结果表明在蓝光LED的制造方法上，日亚化学的专利并不是唯一解，CREE公司独辟蹊径的结构得到承认。3、中村修二发功“奴隶战争”：日亚化学的头号功臣中村修二不满日亚化学对技术人员的待遇而愤然出走、成为CREE公司研发的得力干将，并且对日亚化学提起了专利权不属于职务发明的确权之诉。如果诉讼成功，日亚化学专利权的根本将受到动摇。东京地方法院先前判定日亚化学应该支付给中村修二200亿日元、和解最后达成的8.4亿日元。2019年1月，历史5年的专利权纠纷以法律上的和解而告终。白光白光LED官司与合作官司与合作4、官司与合作的转折年份

8、：2019年：2000年前日亚化学的专利官司基本上是一边倒，几乎是无往不胜。但是2019年先是撞到了CREE阵营的铁板上，对日亚化学来说可谓流年不利。5、专利交叉许可授权：从2019年开始，在日亚化学、丰田合成和CREE以及Lumileds公司之间达成了一系列的专利交叉许可协议。巨头之间的竞争开始走向合作的一面。最新授权发生在2019年5月，日亚化学和CREE就白色LED的交叉授权达成了协议，老冤家合作的程度越来越深入。五、契机：专利到期格局生变五、契机：专利到期格局生变从今年起有一批核心LED专利将陆续度过20年的专利保护期，从而其中相当大一部分还涉及重要的白光LED。不论是企业还是资本市场

9、投资人对LED行业都跃跃欲试。随着更广阔的下游应用的逐渐启用，LED市场未来将会迎来爆发式增长。手机、装饰、灯饰等已经成熟的应用有更新换代需求，中尺寸背光源的需求在继续成长，大尺寸背光源应用上的需求今年才刚刚开始，此外还有政府层面对户外照明的推动以及最终和最大的应用市场家用照明。据我国半导体照明节能产业发展意见中显示，到2019年功能性照明、液晶背光源、景观装饰等市场的LED产品渗透率将分别达到20%、50%和70%以上。以平均一台LED电视对LED的需求量100颗计算，明年仅电视就需要150亿颗LED芯片。目前只有不到3%的电视采用LED背光源；若LED电视渗透率达到15%，即使目前全球产能

10、全部算上也还不够。六、六、LED行业专利策略分析行业专利策略分析 LED照明作为个新兴的、潜力巨大的行业，正受到全球的广泛关注，其发展前景也受到众多因素的影响。由于专利技术在LED发展中所起的巨大作用和其独特的专利分布方式，专利的转让、授权及纠纷将极大的影响LED行业未来的发展格局。LED照明技术的核心专利基本都被外国几大公司控制，如日本的日亚、丰田合成、东芝，美国的Lumileds、Cree,德国的Osram公司等。这些公司利用各自的核心专利，采取横向（同时进入多个国家）和纵向（不断完善设计，进行后续申请）扩展方式，在全世界范围内布置了严密的专利网。对于中国台湾、中国大陆以及韩国等LED产业

11、的后来者，虽然LED产业已经具有了一定规模，但由于在专利技术方面的被动，其发展却受到专利的很大牵制，这种情况在中国台湾地区表现最为突出。但这些地区，特别是中国台湾和韩国的企业都在技术方面取得了一些创新，在争取授权方面也取得了一定进展，专利格局也在悄悄发生改变。预计今后几年，国际间专利的转让、授权、纠纷将会表现出如下特点和趋势：LED行业专利策略分析行业专利策略分析 1、NICHIA仍是技术转让、授权、诉讼的主要发起人由于在LED蓝光芯片及白光led专利技术方面的霸主地位，Nichia在未来几年的专利转让、授权、诉讼中将继续处于主导地位。尽管Osram为主的欧美企业对技术转让授权持积极态度，但受

12、持有专利所限，专利授权的主导方向还是有Nichia来确定。从各种授权及纠纷的发生数量来看，以Nichia为主导的占据所有授权及纠纷总量的60%左右，其次是Osram公司。这种状况在近几年不会有太大改变。2、Nichia对外授权将不断增加在专利授权方面，欧美企业一向日本企业更为积极。随着Osram、Lumileds等企业在技术专利方面的增强以及对台湾地区和韩国企业授权增加，Nichia等企业从自身利益出发，也将加快对外授权的速度。特别是，2019年Nichia、TG等利润下滑的情况下，通过专利授权或委托加工将是一项非常值得考虑的选择。另外，韩国及我国台湾企业在技术上的突破或获取其它公司授权，避开

13、Nichia专利诉讼的可能性大大增加。在专利诉讼不能限制台湾企业继续争夺市场空间的情况下，授权生产也将是日本LED企业的最好选择。Nichia有意开放专利授权，将会以产能较大的下游封装厂为主，并会将未获相关专？授权的企业作为优先对象，台湾企业将会是重点所在。LED行业专利策略分析行业专利策略分析3、相互授权将进一步增加Nichia的技术垄断能力在不断降低，其对我国台湾、韩国等芯片生产商提出诉讼的能力逐步减弱。另外，随着这些生产商逐步研发出独特的专利技术，部分独有专利也会为Nichia等专利垄断企业带来较大产品品质提升，这些企业与Nichia等企业之间相互授权的可能性逐步加强。目前，Nichia

14、面临的主要技术威胁主要来自我国台湾。如：台湾晶电公司的ITO技术可在芯片制造工艺上做太大调整，而在量产成品率及成本控制上具有相当大地优势。若将其应用在Nichia的芯片生产上，可马上提升其产品30%50%,在相关材料技术尚无法有效突破之际，对Nichia在提升产品亮度上可望具相当之吸引力。所以这类技术即可以降低侵权诉讼纠纷，还可以作为与Nichia交互授权的谈判筹码。4、国内企业面临专利纠纷可能，但仍有机会突破我国LED技术起步较晚，在led专利方面处于比较被动的局面，发展情况不容乐观。随着企业规模的不断扩展，有可能受到国际大公司的关注而卷入专纠纷中。七、美国七、美国“337调查调查”两次两次

15、“吸髓吸髓”我国我国LED企企业业 2019年8月30日，美国哥伦比亚大学退休化学教授 Rothschild女士申请新增11家企业（中国大陆5家）作为LED（337-TA-640）案中被调查对象。2019年2月20日，Rothschild曾以同样的理由申诉，导致全球31家企业（中国4家）被ITC立案调查。与广州鸿利光电一起在2月份被诉的还有深圳3家企业：州明电子、佳光电子和超毅光电子。这四家企业属于LED下游的封装和应用企业，规模都不大，只有鸿利光电员工数超过千人。8月中旬，轰轰烈烈的调查案终于有了结果，这两家企业与原告达成和解。鸿利光电成为中国唯一取得美国授权的LED封装企业，州明电子则获得

16、了一项应用授权。业内人士均表示，本次中国LED行业遭遇的”337调查”重视一个开始。随着我国LED产业的快速发展，今后我国LED产业的知识产权问题将会面临更大的挑战。如何加强知识产权保护意识和实行有效的应对策略，是我国LED产业需要应对的一项长期而艰巨的任务。从长远来看，应该采取加强专利分析、建立专利池等举措，从而达到专利合理布局、共同应对、降低外来专利威胁的目的。八、专利荧光粉材料分析八、专利荧光粉材料分析针对白光LED专利技术的荧光粉长期以来一直被日亚（Nichia）和欧斯朗（OSRAM）所垄断，日亚、欧斯朗分别以YAG（钇铝石榴石）荧光粉和TAG（铽铝石榴石）荧光粉垄断全球专利市场。硅酸

17、盐 TAG YAG Sr，Ba,Ca TbY(LU.Sc,La,Gd,Sm SiO4 AI AI EU,Ce Ce九、专利交叉授权图九、专利交叉授权图专利授权专利授权ToyodaGosei授权于日亚化学、欧司朗、飞利授权于日亚化学、欧司朗、飞利浦、昭和电工浦、昭和电工 Nichia授权台湾鸿海集团、斯坦利电气、西铁城、授权台湾鸿海集团、斯坦利电气、西铁城、日亚与台湾光磊合作，光磊代工日亚晶片日亚与台湾光磊合作，光磊代工日亚晶片 cree与工业巨头霍尼韦尔（与工业巨头霍尼韦尔（Honeywell)国际公国际公司之间专利纠纷已解决。司之间专利纠纷已解决。晶片厂专利状况分析晶片厂专利状况分析 根据目

18、前市场状况能解决专利的厂商有：根据目前市场状况能解决专利的厂商有：CREE/Nichia/Toyouda/Lumileds/ORram/Epstar/bridgelux CREE；有全球专利。并与日亚和；有全球专利。并与日亚和TG交叉授权，已授权交叉授权，已授权sunlight（红（红绿蓝）使用晶片绿蓝）使用晶片 Nichia:全球专利、丰田、全球专利、丰田、CREE、Lumileds交叉授权交叉授权 在日本有在日本有93项外观专利和项外观专利和58项设计专利，在美国有项设计专利，在美国有30项专利，中国项专利，中国有有32项专利，香港有项专利，香港有2项专利。项专利。Lumileds：与日亚

19、交叉授权：与日亚交叉授权 欧司朗：与日亚交叉授权欧司朗：与日亚交叉授权 Toyouda：与日亚交叉授权：与日亚交叉授权 bridgelux：有全球专利，已授权：有全球专利，已授权sunlight（红绿蓝）使用晶片（红绿蓝）使用晶片 Epstar：到日本不能解决专利问题，其他国家可解决专利问题：到日本不能解决专利问题，其他国家可解决专利问题日本专利分析日本专利分析日本白光专利主要为日本白光专利主要为NICHIA及及TG拥有，其中拥有，其中NICHIA在日在日本白光专利达几百条。涉及白光的专利主要为本白光专利达几百条。涉及白光的专利主要为1、蓝光芯片、蓝光芯片2、YAG荧光粉荧光粉3、蓝光芯片涂敷

20、、蓝光芯片涂敷YAG荧光粉发白光技术荧光粉发白光技术因因TG 早期与早期与NICHIA 竞争苹果笔记本电脑背光业务，竞争苹果笔记本电脑背光业务，TG达到苹果公司达到苹果公司的产品要求，所以的产品要求，所以TG很多芯片及产品被大量用于高档品牌电脑的背光中。很多芯片及产品被大量用于高档品牌电脑的背光中。造成其芯片生产量紧张，随着芯片供应紧张，其价格也水涨船高。造成其芯片生产量紧张，随着芯片供应紧张，其价格也水涨船高。目前目前NICHIA在中国大陆仅出售其产品，而不提供其荧光粉与芯片。并且售价在在中国大陆仅出售其产品，而不提供其荧光粉与芯片。并且售价在1.5元左右元左右.而而TG在中国大陆不仅出售其产品在中国大陆不仅出售其产品,而且售卖芯片及荧光粉而且售卖芯片及荧光粉.在中国区有其代理商在中国区有其代理商.但但TG没有授权中国任何一家封装厂没有授权中国任何一家封装厂.很多封装厂只是通过代理商采购芯片及荧光很多封装厂只是通过代理商采购芯片及荧光粉进行封装粉进行封装,同样以专利形式出口日本同样以专利形式出口日本.TG有授权台湾几大厂家其专利有授权台湾几大厂家其专利.