《硅通孔（TSV）堆栈式存储器专利分析报告》
2016-10-13 15:58:42   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

TSV STACKED MEMORY Patent Landscape Analysis

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硅通孔堆栈式存储器处于产业前沿，该新兴市场出现了首次专利诉讼案件，该领域有哪些厂商？它们分别拥有什么技术？

快速增长的硅通孔存储器市场

对于半导体产业，采用硅通孔（TSV）技术的3D集成被广泛认为是提升器件性能和密度，取代传统器件的有效方法。利用硅通孔垂直互联技术连接堆叠的芯片，能够获得更宽的I/O带宽，缩短连接长度，进而降低了器件功耗、寄生电阻和电容。

过去两年的硅通孔存储器市场并不平静，市场上出现了首款硅通孔存储器产品（3DS DDR4, HBM, HMC），但是也在ELM 3DS公司和微电子产业巨头（三星、SK海力士和镁光科技）之间，出现了首次专利诉讼事件。据Yole报道，硅通孔3D存储器市场预计到2020年的复合年增长率可达43%，2016年需要消耗近20万片晶圆。

硅通孔堆栈式存储技术专利申请动态趋势

三星于2014年开始量产3DS DDR4 DRAM，2014年初推出了4Gb 容量的HBM2存储器，2016年末将推出8Gb产品。2019~2020年，三星预计未来的两条发展路径为：1）容量和带宽更高的HBM3；2）低成本HBM（通过宽度更窄、更简单的内存堆叠，减少硅通孔工艺的利用，从而大幅降低成本）。SK海力士于2014年量产了2Gb容量的HBM1存储器，应用于图形处理和高速缓存，并将于2016年第三季度量产4Gb容量的HBM2存储器，第四季度量产8Gb的产品，将应用于高性能计算和服务器应用。SK海力士预计将为未来新一代HBM存储器开发更广泛的应用。镁光科技（Micron Technology）则在2014年开始量产其16Gb第二代HMC存储器，并将在2017年量产其第三代HMC产品。这些产品覆盖了从网络服务器（3DS DDR4）等低端应用到高端计算应用（HMC/HBM）。

各地区主要专利申请人的专利申请状况

未来的挑战仍集中在对更高带宽和密度集成的追求上。存储器市场已经饱受来自更加紧凑的几何形状所带来的制造困难。

本报告中的硅通孔堆栈式存储器专利分析紧紧围绕那些微电子产业巨头，主要由美洲和亚洲专利申请人主导。美国和韩国是该领域专利申请的主要国家，而欧洲国家厂商的专利申请数量较少。首件涉及硅通孔堆栈式存储器的专利公开于上世纪90年代，但是该技术的发展实际始于本世纪00年代中期，彼时专利申请数量获得了显著提升。时至今日，已经公开了超过400个和硅通孔堆栈式存储器技术相关的专利家族。随着第一款产品问世，我们发现该领域的专利申请量近两年有所降低。

重要厂商的专利地位

硅通孔堆栈式存储技术主要专利申请人

硅通孔堆栈式存储器技术领域，所有主要的专利申请人基本都是微电子产业的巨头。大多分布在美洲或亚洲国家。有趣的是，该领域的核心专利不仅掌握在美洲和亚洲的微电子产业巨头手中（如三星、SK海力士、镁光科技及英特尔），还掌握在一些小公司手中（ELM 3DS公司、Besang公司）。

主要申请人的专利申请对比分析

本报告根据主要专利权人的专利相对强度（专利数量、专利申请国家、目前的法律状态、专利涉及的技术领域等）进行了排名和分析。

本报告针对5位主要厂商（三星、东芝、镁光科技、SK海力士及英特尔）进行了详细分析，包括：结合技术和市场数据的专利集分析、核心专利、专利申请策略、技术挑战及专利中揭示的相关解决方案，以及上市产品和相关专利在每个关键工艺点上的结合分析。此外，本报告还提供了ELM 3DS公司和SK海力士、三星、镁光科技之间专利诉讼的详细分析。

器件和专利的结合交叉分析

关键工艺点结合拆解的交叉分析

本报告提供主要厂商的每个关键工艺点（封装、堆叠、互联）的核心专利，匹配硅通孔存储器件（HBM、3DS DDR4、HMC 、硅通孔 NAND存储器）的拆解，进行了结合交叉分析。

针对主要厂商的深入分析还包括涉及硅通孔堆栈存储未来发展的相关技术。还重点分析了硅通孔堆栈存储技术的主要技术挑战（错误修复、多通道封装、散热、对准精度、连接失败等），以及从主要厂商拥有的专利中找到的相关解决方案。

专利诉讼案例深入分析

2014年，随着首款产品问世（HBM，3DS DDR4），ELM 3DS公司对SK海力士、镁光科技和三星发起了专利侵权诉讼。

本报告提供完整、深入的专利诉讼历史信息，包括涉案专利家族和涉案厂商简评。分析还包括诉讼案件状态，以及ELM公司专利优先权日之前的前案分析。

专利数据库（7500+ 专利家族）

本报告还包括一份Excel专利数据库，包含所有分析涉及的专利（7500+ 专利家族）。该数据库支持多字段检索，包括专利公开号、原始文件链接、优先权日、标题、摘要、专利权人、技术分类以及每件专利的法律状态等。

报告目录：

Introduction
- The Authors
- Scope of the Report
- Key Features of the Report
- Objectives of the Report
- Main Patent Assignee mentioned in the report
- Terminology for Patent Analysis

Methodology
- Patent Search, Patent Selection, Patent Analysis
- Search Equations
- Search Operators
- Segmentation of Patents
- Technological Segmentation
- Selection of Key Patents

Technology Overview

Executive Summary

Patent Landscape: TSV Stacked Memory General Overview
- For each segment:
* Time Evolution of Patent Publications
* Countries of Patent Filings
* Time Evolution by Country of Filing
* Main Patent Assignees Ranking
* Time Evolution of Patent Assignees
* Mapping of Patent Holders & Patent Applicants
* Summary of Assignee’s Patent Portfolio
* Patent Segmentation
* IP Leadership
* Citation Analysis
* Strength Index
* IP Blocking Potential
* Key Patent Families

Focus on Key Players
- For each players (Samsung,Toshiba,MicronTechnology,SKHynix,Intel):
* Technology Overview
* In-depth Patent Analysis
* Key Patents

Focus on Key Challenges

IP Litigation ELM 3DS vs. Samsung, Micron and SK Hynix

Conclusions

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