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    • 什么是濾波器?
    • TF-SAW濾波器的由來
    • MAX-SAW濾波器被指侵權細節(jié)
    • TF-SAW專利摩擦早有跡象
    • TF-SAW專利圍剿下是“技術寄生”的無奈?
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村田起訴卓勝微,TF-SAW專利圍剿下是“技術寄生”的無奈?

原創(chuàng)
04/22 19:24
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近日,株式會社村田制作所(以下簡稱“村田制作所”)在中韓兩國同步起訴江蘇卓勝微電子股份有限公司(以下簡稱“卓勝微”),直指其MAX-SAW濾波器(業(yè)界普遍稱為TF-SAW)技術侵犯五項核心專利。

什么是濾波器?

濾波器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可或缺的“信號守護者”,它是一種能夠選擇性地通過特定頻率信號,同時抑制其他頻率信號的電子元件,廣泛應用于信號處理、通信、音頻、電源等多個領域,以提升信號質量、去除干擾并優(yōu)化系統(tǒng)性能。

濾波器按實現(xiàn)原理可分為聲波濾波器(如SAW/BAW)、電磁濾波器(如LC/介質)、有源濾波器和特殊類型(如MEMS/空腔濾波器)四大類。

其中,表面聲波(SAW)濾波器根據(jù)技術類型的不同又可以分為三類:SAW、溫度補償型SAW(TC-SAW)和多層堆疊型SAW(ML-SAW),此外還有堆疊式SAW濾波器。

SAW濾波器通常以鉭酸鋰(LiTaO?或LT)或鈮酸鋰(LiNbO?或LN)等壓電材料作為基底。多數(shù)情況下,基底僅采用LT或LN材料;部分設計會將LT/LN基底與硅基鍵合,例如壓電層-絕緣體(POI)結構。

不同企業(yè)在三大技術領域各有側重,其中傳統(tǒng)SAW市場玩家以京瓷(Kyocera)、Wisol等亞洲企業(yè)為主,而TC-SAW與ML-SAW市場則由五大廠商主導——Skyworks、Qorvo,以及近年布局ML-SAW的三家企業(yè)(村田Murata于2018年、高通Qualcomm于2020年、博通Broadcom最新加入)。

TF-SAW濾波器的由來

前面提到了ML-SAW、TF-SAW和MAX-SAW,可能看著這么多名字,有些小伙伴會有些暈乎。

事實上,這些名字有不同的側重點,而最終可以折射在同一產品上,其中ML-SAW側重于多層集成,而TF-SAW側重于薄膜工藝本身,即通過引入薄膜壓電層(如AlN)和聲學反射層(如SiO?),將聲波能量束縛在薄膜內,來降低插損,改善高頻特性。

因此,不管是卓勝微的MAX-SAW,村田制作所的IHP SAW,還是高通的Ultra SAW,都可以被歸到TF-SAW的范疇。

關于TF-SAW的由來,Skyworks、Qorvo兩家大廠在BAW、TC SAW高端濾波器領域長期保持市場領先地位,作為后來者,村田制作所和高通試圖打破該固有格局,組成了全新的TF SAW陣營。如今,在全球的SAW濾波器市場份額中,村田制作所占主導地位。

TF-SAW,是村田制作所于2018年業(yè)界首次推出的新工藝SAW,村田稱其為IHP SAW(Incredible High Performance SAW),是通過在壓電基板層下方增加功能層和載體襯底(Si和SiO2)來減少能量耗散,使表面聲波的能量聚焦在襯底表面上,從而使波在襯底上的無損耗傳播。

據(jù)悉,在1.9GHz頻段,諧振單元Qmax達到3000以上,而傳統(tǒng)SAW濾波器的諧振單元Qmax在1000左右。

與此同時,IHP SAW通過優(yōu)化基板材料的熱膨脹系數(shù)和聲速,將溫度系數(shù)(TCF)控制在±8ppm/°C以內,顯著優(yōu)于傳統(tǒng)SAW(約40ppm/°C)和普通BAW(-20~30ppm/°C),成為目前溫度穩(wěn)定性最優(yōu)的聲波濾波器解決方案。

此外,IHP SAW濾波器可以將電極產生的熱量高效的消散到基板上,散熱性會更好,結合其優(yōu)異的低TCF特性,可顯著提升其高溫環(huán)境下的頻率響應穩(wěn)定性。

在頻帶特性方面,IHP SAW濾波器工作頻率范圍覆蓋800MHz-3.5GHz,突破了傳統(tǒng)SAW的高頻限制,在3.5GHz以下頻段實現(xiàn)接近BAW的性能,可適配下一代高速通信終端的發(fā)展需求。其獨特的帶寬可調特性可為工程師提供靈活的頻帶設計自由度,即可根據(jù)需求在窄帶寬帶之間自由優(yōu)化。

在成本方面,基于改進的SAW工藝,僅需增加1層薄膜,整體掩膜數(shù)量在3層以內,大批量生產下成本雖有所增加,但仍低于BAW。

MAX-SAW濾波器被指侵權細節(jié)

正因為TF-SAW在2 GHz -3.5 GHz頻段比BAW更具性價比,在2G以下又比傳統(tǒng)SAW擁有更高的Q值等特性,因此TF-SAW市場被看好。當然,隨著5G技術的普及,加上6G頻段的逐漸商用,BAW在更高頻段的需求量也會大幅增加。

言歸正傳,我們來看一下此次卓勝微被村田制作所訴訟五連發(fā)的具體細節(jié)情況。

在韓國首爾中央地方法院送達的訴訟中,涉及發(fā)明專利:韓國第10-2142866號。在在上海知識產權法院送達的四起訴訟中,涉及四件發(fā)明專利:ZL201480066958.9(彈性波裝置以及濾波器裝置)、ZL201580059165.9(彈性波裝置)、ZL201680030389.1(濾波器裝置)、ZL201680046210.1(彈性波裝置、高頻前端電路以及通信裝置)。

(一)ZL201680046210.1(彈性波裝置、高頻前端電路以及通信裝置)(授權號:CN 107852145 B)

該專利的申請日是2016年08月31日,授權日是2021年10月26日,到期時間為2036年,距離失效還有11年。專利是關于TF SAW的疊層設計,用于高階模態(tài)雜波抑制的關鍵專利。

專業(yè)人士稱,該專利是TF SAW在產品拓展到多工器之后的一個自然延伸,也是高階POI襯底疊層設計的關鍵,多工器設計的關鍵。

卓勝微目前量產的TF-SAW襯底來源于Soitec,Soitec銷售范圍基本都在此基礎疊層專利覆蓋以內,因此基本所有TF-SAW產品都涉及到該專利問題。

(二)ZL201480066958.9(彈性波裝置以及濾波器裝置)(授權號:CN 105814794 B)

該專利的申請日是2014年12月19日,授權日是2019年05月17日,到期時間為2034年,距離失效還有將近10年。專利是關于TF-SAW中橫向雜波抑制的關鍵專利——傾斜IDT電極。

專業(yè)人士稱,該專利是村田制作所IHP的標志性設計,而對于企業(yè)來說,若要避開此專利,只能采用設計更為復雜的Piston方案,但國際大廠在Piston結構方面的布局非常全面,短時恐難突破。

(三)?ZL201580059165.9(彈性波裝置)(授權號:CN 107112975 B)

該專利的申請日是2015年10月22日,授權日是2020年11月17日,到期時間為2035年,距離失效還有10年。專利是關于TF SAW中,用于橫向雜波抑制Piston結構細化的關鍵專利?——?匯流條Busbar中開孔。

專業(yè)人士稱,該專利是也是村田制作所IHP的標志性設計,是對其經典錘頭形狀Piston結構的補充,能夠有效地抑制橫向模式雜波的強度,進而提高Q值。同時,該結構不需要額外的光刻及沉積步驟,制造工序簡單,可以有效節(jié)省成本。

(四)ZL201680030389.1(濾波器裝置)(授權號:CN 107615654 B)

該專利的申請日是2016年06月13日,授權日是2020年08月21日,到期時間為2036年,距離失效還有11年。專利是關于TF SAW中,用于橫向雜波抑制Piston結構?+?傾斜電極混合使用的關鍵專利——DMS使用Piston結構抑制雜波。

專業(yè)人士稱,一般的諧振器使用傾斜電極,所以村田并未在實際產品中使用該專利,而是全部使用傾斜電極(無DMS設計),或者全部使用Piston結構。背后的原因可能是混合的情況面積利用不高,會增加成本。

然而,村田制作所還是在專利角度給其他廠商布下了技術障礙,這一舉措凸顯了其在 TF-SAW 技術路線上實施的復雜交叉保護策略 —— 后來者難以規(guī)避其憑借先發(fā)優(yōu)勢構建的系統(tǒng)化專利網絡。

據(jù)悉,村田在中國每起案件索賠金額為 30 萬元,在韓國索賠金額達 1 億韓元(折合人民幣約 50.4 萬元),合計約 170.4 萬元。如此大費周章的背后,顯然并非表面賠償金額這般簡單,其深層意圖耐人尋味。

據(jù)《企業(yè)專利觀察》分析,村田起訴的核心目的并非單純獲取經濟賠償,更像是試圖通過法律手段阻止被告使用侵權技術,或迫使侵權產品退出市場。這一策略與其過去幾年先后起訴無錫好達電子、深圳順絡電子的做法一脈相承。

對于以上訴訟,卓勝微方面發(fā)布公告稱:公司將積極應訴,維護公司正當權利。作為國內射頻前端領域的創(chuàng)新企業(yè),公司始終尊重并高度重視知識產權保護,堅持自主創(chuàng)新研發(fā),沉淀自有技術。上述案件僅涉及公司兩款型號的濾波器產品,其占公司主營業(yè)務收入比例較低。因此,本次訴訟事項對公司本期利潤或期后利潤的影響較小,最終實際影響以法院

判決為準。

然而,專業(yè)人士卻透露出了不同的觀點:村田制作所在國內和韓國針對卓勝微濾波器基礎結構的訴訟恐將會波及到所有TF-SAW,卓勝微的高端濾波器及所有模組的出海無疑將會面臨前所未有的挑戰(zhàn)。

TF-SAW專利摩擦早有跡象

村田制作所和卓勝微在TF-SAW相關專利方面的摩擦其實早有跡象,卓勝微在其投資者關系活動中對此也有記載。

2024年7月,卓勝微發(fā)出對村田制作所“彈性波裝置”專利的無效請求,該專利涉及卓勝微高端濾波器MAX-SAW的POI襯底材料。國家知識產權局于2025年1月23日發(fā)布《無效宣告請求審查決定書》(第584544號),正式宣告“彈性波裝置”(專利號:ZL201610512603.9)專利權全部無效。

卓勝微方面表示,MAX-SAW濾波器作為公司重點技術和產品之一,此次專利無效宣告成果穩(wěn)固支撐了公司MAX-SAW技術發(fā)展路徑,有利于進一步鞏固公司在SAW濾波器領域的技術布局和市場競爭優(yōu)勢。

對此,專業(yè)人士結合此次專利訴訟五連發(fā),也發(fā)表了他的觀點:該被宣告無效的關于TF-SAW的疊層專利(CN 106209007 B),著重于Q值的提升,而ZL201680046210.1(彈性波裝置、高頻前端電路以及通信裝置)專利著重在更加細化的雜波抑制提方發(fā)面,通過將疊層分單晶硅晶向、氧化硅厚度、LiTaO3厚度三個層面進行了細化,降低高階模態(tài)相應強度。

至于為什么村田制作所在除了中國的四起訴訟外,還在韓國向卓勝微同步發(fā)起訴訟。原因可能是,韓國不僅是村田制作所的關鍵市場,更是卓勝微拓展海外業(yè)務的核心陣地。尤其在大客戶三星的持續(xù)采購推動下,卓勝微營收中近六成已來自海外市場。

圖 | 2021-2024年卓勝微營收境內境外分布情況;來源:iFind

TF-SAW專利圍剿下是“技術寄生”的無奈?

前面提到,卓勝微量產的TF-SAW襯底來源于法國Soitec公司。事實上,在當前 TF-SAW 的兩大主流玩家中,村田的襯底源于與日本 NGK 公司的聯(lián)合開發(fā),且由后者獨家供應;高通的襯底則來自Soitec 。

值得注意的是,NGK 和 Soitec 的襯底均具備獨特的Know-How,來保障襯底的大規(guī)模量產,同時也帶來了相應的技術壁壘和高昂成本。

以 Soitec 為例,為確保 POI 結構各層的高均勻度及高質量批量生產能力,該公司采用鍵合剝離(Smart-Cut)技術來制備超薄的單晶壓電薄膜,這一工藝大幅提升了襯底材料良率。然而,其使用的特殊設備單臺成本高達數(shù)千萬元,導致襯底成本居高不下 —— 單片成本在 420-800 美元區(qū)間,給下游 TF-SAW 濾波器企業(yè)帶來顯著壓力。

POI 襯底的重要性日益凸顯,客觀上削弱了 TF-SAW 技術對產品設計與工藝加工的依賴度,這在一定程度上降低了行業(yè)入局門檻。換言之,TF-SAW 的技術核心聚焦于襯底層面 —— 若無法在 POI 襯底這類核心技術上構建差異化優(yōu)勢,行業(yè)參與者將不可避免地陷入同質化內卷困局。

對此,一位國產濾波器生產商在被問及傳統(tǒng)SAW 產線能否轉向 TF-SAW 生產時,透露:“TF-SAW 和傳統(tǒng)SAW 的產線幾乎完全一致,甚至由于 TF-SAW 襯底中的 Si 支撐層提升了結構強度、降低了碎片風險,實際生產難度反而更低。”

換言之,從傳統(tǒng)SAW轉向TF-SAW,對POI 襯底的依賴性是非常強的。而Soitec公司在售的POI襯底有大量技術落在村田制作所的專利布局范圍內。

因此,當年高通在決定進入TF-SAW賽道時,其公司法務部門在出具風險評估時指出,該襯底存在侵犯村田制作所專利的風險。然而,由于高通是村田的重要客戶,村田對高通采取了選擇性不起訴的策略。

對此,專業(yè)人士認為,Soitec 出售 POI 襯底時并不提供知識產權保障,濾波器公司需自行承擔潛在風險。這相當于所有采購 Soitec POI 襯底的 TF-SAW 客戶,都需額外面對一層隱形成本與不確定性。

 

村田制作所

村田制作所

村田制作所是日本一家電子零件專業(yè)制造廠,總部設于京都府長岡京市。村田制作所的客戶分布在PC、手機、汽車電子等領域。村田制作所的主要產品有:· 獨石陶瓷電容器· SAW濾波器· 陶瓷振蕩子· 壓電傳感器· 陶瓷濾波器· 壓電蜂鳴器· 近距離無線通信組件· 連接器· 隔離器· 介質濾波器· 電源,電路組件· EMI靜噪濾波器· 電感· 傳感器· 電阻器等等

村田制作所是日本一家電子零件專業(yè)制造廠,總部設于京都府長岡京市。村田制作所的客戶分布在PC、手機、汽車電子等領域。村田制作所的主要產品有:· 獨石陶瓷電容器· SAW濾波器· 陶瓷振蕩子· 壓電傳感器· 陶瓷濾波器· 壓電蜂鳴器· 近距離無線通信組件· 連接器· 隔離器· 介質濾波器· 電源,電路組件· EMI靜噪濾波器· 電感· 傳感器· 電阻器等等收起

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