如何透過技術(shù)聯(lián)盟與專利組合攻略汽車芯片市場

以色列車用半導(dǎo)體大廠Valens Semiconductor Ltd.(以下簡稱Valens)成立于2006年，專注于多媒體影音傳輸技術(shù)與系統(tǒng)整合，其目標是簡化高速有線連接。最初，該公司專注于視聽市場，在該領(lǐng)域取得了自己的HDBaseT專利技術(shù)，使音頻和視頻、以太網(wǎng)、控制器、USB和電力通過一條線纜完成傳輸，在傳輸距離與速度上均更勝主流的HDMI影音連接技術(shù)。
Valens在2015年成立汽車部門，專門為汽車提供最先進的音頻/視頻芯片組技術(shù)，Valens也藉此技術(shù)吸引許多車用半導(dǎo)體大廠合作，并建立標準聯(lián)盟。

以HDBaseT技術(shù)開創(chuàng)聯(lián)盟 吸引大廠加入
HDBaseT技術(shù)是一種新的影像和數(shù)據(jù)傳輸標準，可能將迅速取代HDMI。該技術(shù)僅使用一條長距離網(wǎng)線(通用電纜)，即能將無壓縮的超高清音視頻、音頻、以太網(wǎng)、控制訊號、USB和電源等信號集中在一起完成傳輸，這樣的優(yōu)質(zhì)特性讓HDBaseT技術(shù)當前在消費、汽車、工業(yè)等市場的應(yīng)用越來越廣泛。
Valens既是HDBaseT技術(shù)的發(fā)明者，也是HDBaseT聯(lián)盟的創(chuàng)辦人。HDBaseT技術(shù)聯(lián)盟系于2010年由Valens與LG、Samsung和Sony等科技巨頭共同創(chuàng)立(圖1)，該聯(lián)盟致力于推動HDBaseT技術(shù)標準成為高解析數(shù)字傳輸?shù)娜驑藴剩壳奥?lián)盟成員超過200家企業(yè)。


 圖一 : HDBaseT聯(lián)盟發(fā)起人

Valens憑借HDBaseT技術(shù)開創(chuàng) MIPI A-PHY 車內(nèi)半導(dǎo)體連接聯(lián)盟(圖2)，吸引許多車用半導(dǎo)體大廠合作，例如吸引重量級影像傳感器大廠Sony和豪威科技(OmniVision)以及自駕車新創(chuàng)Mobileye的加入。
Valens成立汽車部門后，于2016年11月宣布與車用半導(dǎo)體市場具領(lǐng)先地位的意法半導(dǎo)體(ST)合作，開發(fā)下一代連網(wǎng)汽車的HDBaseT Automotive芯片。這項技術(shù)優(yōu)化了車載信息網(wǎng)絡(luò)之性能，透過低成本基礎(chǔ)建設(shè)高速傳輸信息娛樂、道路安全和汽車控制等相關(guān)信息，其傳輸速度高達6Gbps，具高可靠性、高吞吐量，且?guī)缀鯚o傳輸延遲的優(yōu)點，可謂HDBaseT Automotive技術(shù)是在車用半導(dǎo)體市場中實現(xiàn)智慧駕駛的最佳利器。

搶先推出符合MIPI A-PHY聯(lián)盟標準芯片組
隨著汽車整合越來越多的傳感器，因此不受電磁干擾、數(shù)據(jù)丟失和延遲影響的高速影片聯(lián)機變得越來越重要。2021年4月，以色列半導(dǎo)體公司Valens宣布成功完成設(shè)計首個符合MIPI A-PHY聯(lián)盟標準的芯片組(VA70XX)，可實現(xiàn)長距離、超高速汽車影片聯(lián)機。
該芯片組系列包括VA7031序列器以及VA7044和VA7042解串器，其優(yōu)勢除鏈接速度可高達8Gbps，此外還具有很高的抗電磁干擾能力，其數(shù)據(jù)報錯誤率可低至10-19，相當于每10000輛汽車才會出現(xiàn)一個數(shù)據(jù)包錯誤。透過產(chǎn)業(yè)聯(lián)機標準和布線基礎(chǔ)架構(gòu)降低線束成本，因此可降低總系統(tǒng)成本。目前VA70XX芯片組的工程樣品將于2021年10月生產(chǎn)，預(yù)計明年量產(chǎn)。

克服電磁干擾、可靠性和安全性等技術(shù)難點
汽車是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)環(huán)境，車內(nèi)有大量繁雜的線纜、連接器和設(shè)備導(dǎo)致高的電磁干擾，同時車載高速傳輸數(shù)據(jù)的高可靠性和安全性也是必須解決的問題，但Valens都一一解決了。
Valens目前主要的汽車芯片組，包括千兆以太網(wǎng)、USB、PCIe3.0及MIPI視頻，具有很高的抗電磁干擾能力，同時可提供高可靠性的車載互聯(lián)長達15m距離?？傮w來講，Valens汽車芯片有一個可配置的物理層(PHY)，可以在UTP(非屏蔽雙絞線)上同時實時地傳輸多種數(shù)據(jù)和控制信號，以減少整車走線線束和重量，提升傳輸可靠性并降低總體成本。
另外在安全性方面，例如Valens的VA6080芯片組已于2019年通過了ISO 26262 ASIL-B各項汽車半導(dǎo)體功能安全標準的認證。

Valens專利布局分析
專利申請國別/地區(qū)占比
Valens的專利組合(patent portfolio)中，共25個專利家族(或稱25案)，合計135件專利。其中包含美國專利92件，中國10件，歐洲、日本、韓國各7件，以及利用專利合作條約(PCT)提出國際申請的PCT專利(或稱WO專利)12件。Valens在全球?qū)＠季种暾垏鴦e/地區(qū)(Application Country/Region)占比如圖3。


 
圖二 : Valens在全球?qū)＠季种暾垏鴦e/地區(qū)占比圓餅圖。(source:作者繪制)

歷年專利申請趨勢
Valens的專利組合(patent portfolio)中，觀察其歷年來專利申請趨勢(圖5)，自2007年起申請一種透過同一電纜線傳輸數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)的有線通訊鏈路專利(美國專利號US8565337B2) ，即符合HDBaseT概念系使用一條通用電纜即能將無壓縮的超高清音視頻、音頻、以太網(wǎng)、控制訊號、USB和電源等信號集中在一起完成傳輸；該專利家族龐大，以延續(xù)申請機制綿密布局37件美國專利，優(yōu)質(zhì)專利組合對欲切入同領(lǐng)域的競爭者影響甚高。歷年申請趨勢分別在2014年申請20件和2016年申請25件專利達到高峰，近幾年下降的部分原因為專利尚未公開所致。



 
圖三 : Valens Semiconductor歷年專利申請趨勢圖。(source:作者繪制)

專利申請策略
Valens的專利組合(patent portfolio)共25個專利家族(INPADOC Family)。在其25個專利家族中，發(fā)現(xiàn)許多專利家族皆透過延續(xù)申請的機制，例如先后以美國專利延續(xù)案(Continuing Application)的方式提出申請，包括連續(xù)案(Continuation Application，簡稱CA)、分割案(Divisional Application，簡稱DA)、部分延續(xù)案(Continuation-in-part，簡稱CIP)等延續(xù)案申請方式主張不同的專利技術(shù)特征，構(gòu)成綿密的專利網(wǎng)絡(luò)，以使整體專利保護效果達到優(yōu)化，降低競爭產(chǎn)品成功侵權(quán)回避的風(fēng)險。顯示該公司靈活運用美國專利延續(xù)案的申請機制以豐富其專利網(wǎng)絡(luò)，讓該領(lǐng)域競爭者易落入侵權(quán)范圍且難以回避，藉此提高市場進入門坎，有效阻礙競爭者進入市場。

專利技術(shù)分布
將135件Valens的專利組合(patent portfolio)以魚骨圖呈現(xiàn)其專利技術(shù)分布(圖5)，發(fā)現(xiàn)Valens的專利技術(shù)大致可區(qū)分為數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(Data Transmission Systems)、音頻/視頻記錄和系統(tǒng)(Audio/Visual Recording and Systems)、計算與控制(Computing and Control)、廣播、無線電和線路傳輸系統(tǒng)(Broadcasting Radio and Line Transmission Systems)、半導(dǎo)體和電子電路(Semiconductors and Electronic Circuitry)等五大類。其中，以『透過多樣性、重復(fù)/返回(By diversity, repeating or returning)或使用代碼(using codes)等方式進行檢測或防止受信信息內(nèi)的差錯』的技術(shù)分布最多，其次為涉及整形網(wǎng)絡(luò)(Shaping Networks)相關(guān)的技術(shù)。


 
圖四 : 以魚骨分支呈現(xiàn)Valens專利技術(shù)的分布。(source:作者繪制)

專利被引證指標
通常專利被引證(Referenced by)數(shù)值愈大，表示該專利原創(chuàng)性較高，其可再利用性的可能性較高，也較具有潛在的經(jīng)濟價值。在Valens的專利組合(patent portfolio)中，發(fā)現(xiàn)涉及一種用于時效性網(wǎng)絡(luò)的方法和系統(tǒng)(Methods and systems for time sensitive networks)的美國專利號US9331962B2，其專利被引證的次數(shù)最高(95次)，包括芯片開發(fā)商Kando Bus，以及Intel、NEC等國際大廠都引用該基礎(chǔ)專利再創(chuàng)新發(fā)明。在Valens的專利組合(patent portfolio)中，專利被引證次數(shù)高的專利家族也都具有綿密的專利保護網(wǎng)絡(luò)，有效阻礙競爭者進入市場，堪稱優(yōu)質(zhì)專利組合。

結(jié)語與觀察
以下是筆者對Valens專利組合的觀察：

1.靈活運用專利申請策略、建立綿密專利保護網(wǎng)：
有價值的專利布局戰(zhàn)略通常是以多個角度去界定一個技術(shù)或產(chǎn)品，從而建立綿密且完整的專利保護網(wǎng)。在專利申請策略方面，Valens不僅利用專利合作條約(Patent Cooperation Treaty，PCT)之國際申請制度，并且靈活地利用美國專利延續(xù)案(Continuing application)的申請機制，擴大和豐富其專利網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)建高質(zhì)量的專利組合。Valens這樣的專利申請布局策略，可以提高專利或?qū)＠M合(patent portfolio)的價值，從而提高專利授權(quán)金或買賣金額。Valens在專利的布局上，給予優(yōu)質(zhì)的評等。

2.布局首重美國是睿智之舉：
美國是科技研發(fā)的強國和主要市場，世界級的科技廠商在專利的爭議上仍多以美國為主要訴訟戰(zhàn)場。Valens為以色列車用半導(dǎo)體芯片制造商，專利申請國別首重美國(占68%)乃明智之舉。

3. HDBaseT專利家族龐大、提高進入門坎：
Valens是HDBaseT技術(shù)發(fā)明者，2007年將此技術(shù)申請專利保護其知識產(chǎn)權(quán)，即透過同一線路傳輸數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)的有線通訊鏈路(美國專利號US8565337B2)；該專利家族龐大，以美國專利延續(xù)案申請機制綿密布局專利網(wǎng)絡(luò)，同領(lǐng)域的競爭者欲切入該市場難度甚高。

4.專利被引證率高、具潛在經(jīng)濟價值：
在Valens的專利組合(patent portfolio)中，專利被引證次數(shù)高達數(shù)十次的很多，表示該些專利的原創(chuàng)性高，其可再利用性的可能性也較高，也較具有潛在的經(jīng)濟價值，從而并被國際大廠引用進而再創(chuàng)新發(fā)明。這些專利家族也都具有綿密的專利保護網(wǎng)絡(luò)，有效阻礙競爭者進入市場，堪稱優(yōu)質(zhì)專利組合。

(作者約舒亞，為科技產(chǎn)業(yè)技術(shù)與市場專利的資深研究人員，熟稔技術(shù)轉(zhuǎn)移與相關(guān)法律知識，曾任職于光電領(lǐng)域，擔任智財權(quán)的分析與管理)