村田起诉卓胜微,TF-SAW专利围剿下是“技术寄生”的无奈?

硬件是与非 2025-04-23 03:42:11

近日,株式会社村田制作所(以下简称“村田制作所”)在中韩两国同步起诉江苏卓胜微电子股份有限公司(以下简称“卓胜微”),直指其MAX-SAW滤波器(业界普遍称为TF-SAW)技术侵犯五项核心专利。

什么是滤波器?滤波器是现代电子系统中不可或缺的“信号守护者”,它是一种能够选择性地通过特定频率信号,同时抑制其他频率信号的电子元件,广泛应用于信号处理、通信、音频、电源等多个领域,以提升信号质量、去除干扰并优化系统性能。 滤波器按实现原理可分为声波滤波器(如SAW/BAW)、电磁滤波器(如LC/介质)、有源滤波器和特殊类型(如MEMS/空腔滤波器)四大类。 其中,表面声波(SAW)滤波器根据技术类型的不同又可以分为三类:SAW、温度补偿型SAW(TC-SAW)和多层堆叠型SAW(ML-SAW),此外还有堆叠式SAW滤波器。 SAW滤波器通常以钽酸锂(LiTaO₃或LT)或铌酸锂(LiNbO₃或LN)等压电材料作为基底。多数情况下,基底仅采用LT或LN材料;部分设计会将LT/LN基底与硅基键合,例如压电层-绝缘体(POI)结构。 不同企业在三大技术领域各有侧重,其中传统SAW市场玩家以京瓷(Kyocera)、Wisol等亚洲企业为主,而TC-SAW与ML-SAW市场则由五大厂商主导——Skyworks、Qorvo,以及近年布局ML-SAW的三家企业(村田Murata于2018年、高通Qualcomm于2020年、博通Broadcom最新加入)。TF-SAW滤波器的由来前面提到了ML-SAW、TF-SAW和MAX-SAW,可能看着这么多名字,有些小伙伴会有些晕乎。 事实上,这些名字有不同的侧重点,而最终可以折射在同一产品上,其中ML-SAW侧重于多层集成,而TF-SAW侧重于薄膜工艺本身,即通过引入薄膜压电层(如AlN)和声学反射层(如SiO₂),将声波能量束缚在薄膜内,来降低插损,改善高频特性。 因此,不管是卓胜微的MAX-SAW,村田制作所的IHP SAW,还是高通的Ultra SAW,都可以被归到TF-SAW的范畴。 关于TF-SAW的由来,Skyworks、Qorvo两家大厂在BAW、TC SAW高端滤波器领域长期保持市场领先地位,作为后来者,村田制作所和高通试图打破该固有格局,组成了全新的TF SAW阵营。如今,在全球的SAW滤波器市场份额中,村田制作所占主导地位。 TF-SAW,是村田制作所于2018年业界首次推出的新工艺SAW,村田称其为IHP SAW(Incredible High Performance SAW),是通过在压电基板层下方增加功能层和载体衬底(Si和SiO2)来减少能量耗散,使表面声波的能量聚焦在衬底表面上,从而使波在衬底上的无损耗传播。 据悉,在1.9GHz频段,谐振单元Qmax达到3000以上,而传统SAW滤波器的谐振单元Qmax在1000左右。 与此同时,IHP SAW通过优化基板材料的热膨胀系数和声速,将温度系数(TCF)控制在±8ppm/°C以内,显著优于传统SAW(约40ppm/°C)和普通BAW(-20~30ppm/°C),成为目前温度稳定性最优的声波滤波器解决方案。 此外,IHP SAW滤波器可以将电极产生的热量高效的消散到基板上,散热性会更好,结合其优异的低TCF特性,可显著提升其高温环境下的频率响应稳定性。 在频带特性方面,IHP SAW滤波器工作频率范围覆盖800MHz-3.5GHz,突破了传统SAW的高频限制,在3.5GHz以下频段实现接近BAW的性能,可适配下一代高速通信终端的发展需求。其独特的带宽可调特性可为工程师提供灵活的频带设计自由度,即可根据需求在窄带到宽带之间自由优化。 在成本方面,基于改进的SAW工艺,仅需增加1层薄膜,整体掩膜数量在3层以内,大批量生产下成本虽有所增加,但仍低于BAW。MAX-SAW滤波器被指侵权细节正因为TF-SAW在2 GHz -3.5 GHz频段比BAW更具性价比,在2G以下又比传统SAW拥有更高的Q值等特性,因此TF-SAW市场被看好。当然,随着5G技术的普及,加上6G频段的逐渐商用,BAW在更高频段的需求量也会大幅增加。 言归正传,我们来看一下此次卓胜微被村田制作所诉讼五连发的具体细节情况。 在韩国首尔中央地方法院送达的诉讼中,涉及发明专利:韩国第10-2142866号。在在上海知识产权法院送达的四起诉讼中,涉及四件发明专利:ZL201480066958.9(弹性波装置以及滤波器装置)、ZL201580059165.9(弹性波装置)、ZL201680030389.1(滤波器装置)、ZL201680046210.1(弹性波装置、高频前端电路以及通信装置)。(一)ZL201680046210.1(弹性波装置、高频前端电路以及通信装置)(授权号:CN 107852145 B)该专利的申请日是2016年08月31日,授权日是2021年10月26日,到期时间为2036年,距离失效还有11年。专利是关于TF SAW的叠层设计,用于高阶模态杂波抑制的关键专利。 专业人士称,该专利是TF SAW在产品拓展到多工器之后的一个自然延伸,也是高阶POI衬底叠层设计的关键,多工器设计的关键。 卓胜微目前量产的TF-SAW衬底来源于Soitec,Soitec销售范围基本都在此基础叠层专利覆盖以内,因此基本所有TF-SAW产品都涉及到该专利问题。(二)ZL201480066958.9(弹性波装置以及滤波器装置)(授权号:CN 105814794 B)该专利的申请日是2014年12月19日,授权日是2019年05月17日,到期时间为2034年,距离失效还有将近10年。专利是关于TF-SAW中横向杂波抑制的关键专利——倾斜IDT电极。 专业人士称,该专利是村田制作所IHP的标志性设计,而对于企业来说,若要避开此专利,只能采用设计更为复杂的Piston方案,但国际大厂在Piston结构方面的布局非常全面,短时恐难突破。(三) ZL201580059165.9(弹性波装置)(授权号:CN 107112975 B)该专利的申请日是2015年10月22日,授权日是2020年11月17日,到期时间为2035年,距离失效还有10年。专利是关于TF SAW中,用于横向杂波抑制Piston结构细化的关键专利 —— 汇流条Busbar中开孔。 专业人士称,该专利是也是村田制作所IHP的标志性设计,是对其经典锤头形状Piston结构的补充,能够有效地抑制横向模式杂波的强度,进而提高Q值。同时,该结构不需要额外的光刻及沉积步骤,制造工序简单,可以有效节省成本。(四)ZL201680030389.1(滤波器装置)(授权号:CN 107615654 B)该专利的申请日是2016年06月13日,授权日是2020年08月21日,到期时间为2036年,距离失效还有11年。专利是关于TF SAW中,用于横向杂波抑制Piston结构 + 倾斜电极混合使用的关键专利——DMS使用Piston结构抑制杂波。 专业人士称,一般的谐振器使用倾斜电极,所以村田并未在实际产品中使用该专利,而是全部使用倾斜电极(无DMS设计),或者全部使用Piston结构。背后的原因可能是混合的情况面积利用不高,会增加成本。 然而,村田制作所还是在专利角度给其他厂商布下了技术障碍,这一举措凸显了其在 TF-SAW 技术路线上实施的复杂交叉保护策略 —— 后来者难以规避其凭借先发优势构建的系统化专利网络。 据悉,村田在中国每起案件索赔金额为 30 万元,在韩国索赔金额达 1 亿韩元(折合人民币约 50.4 万元),合计约 170.4 万元。如此大费周章的背后,显然并非表面赔偿金额这般简单,其深层意图耐人寻味。 据《企业专利观察》分析,村田起诉的核心目的并非单纯获取经济赔偿,更像是试图通过法律手段阻止被告使用侵权技术,或迫使侵权产品退出市场。这一策略与其过去几年先后起诉无锡好达电子、深圳顺络电子的做法一脉相承。 对于以上诉讼,卓胜微方面发布公告称:公司将积极应诉,维护公司正当权利。作为国内射频前端领域的创新企业,公司始终尊重并高度重视知识产权保护,坚持自主创新研发,沉淀自有技术。上述案件仅涉及公司两款型号的滤波器产品,其占公司主营业务收入比例较低。因此,本次诉讼事项对公司本期利润或期后利润的影响较小,最终实际影响以法院 判决为准。 然而,专业人士却透露出了不同的观点:村田制作所在国内和韩国针对卓胜微滤波器基础结构的诉讼恐将会波及到所有TF-SAW,卓胜微的高端滤波器及所有模组的出海无疑将会面临前所未有的挑战。TF-SAW专利摩擦早有迹象村田制作所和卓胜微在TF-SAW相关专利方面的摩擦其实早有迹象,卓胜微在其投资者关系活动中对此也有记载。 2024年7月,卓胜微发出对村田制作所“弹性波装置”专利的无效请求,该专利涉及卓胜微高端滤波器MAX-SAW的POI衬底材料。国家知识产权局于2025年1月23日发布《无效宣告请求审查决定书》(第584544号),正式宣告“弹性波装置”(专利号:ZL201610512603.9)专利权全部无效。 卓胜微方面表示,MAX-SAW滤波器作为公司重点技术和产品之一,此次专利无效宣告成果稳固支撑了公司MAX-SAW技术发展路径,有利于进一步巩固公司在SAW滤波器领域的技术布局和市场竞争优势。 对此,专业人士结合此次专利诉讼五连发,也发表了他的观点:该被宣告无效的关于TF-SAW的叠层专利(CN 106209007 B),着重于Q值的提升,而ZL201680046210.1(弹性波装置、高频前端电路以及通信装置)专利着重在更加细化的杂波抑制提方发面,通过将叠层分单晶硅晶向、氧化硅厚度、LiTaO3厚度三个层面进行了细化,降低高阶模态相应强度。 至于为什么村田制作所在除了中国的四起诉讼外,还在韩国向卓胜微同步发起诉讼。原因可能是,韩国不仅是村田制作所的关键市场,更是卓胜微拓展海外业务的核心阵地。尤其在大客户三星的持续采购推动下,卓胜微营收中近六成已来自海外市场。

图 | 2021-2024年卓胜微营收境内境外分布情况;来源:iFind

TF-SAW专利围剿下是“技术寄生”的无奈?前面提到,卓胜微量产的TF-SAW衬底来源于法国Soitec公司。事实上,在当前 TF-SAW 的两大主流玩家中,村田的衬底源于与日本 NGK 公司的联合开发,且由后者独家供应;高通的衬底则来自Soitec 。 值得注意的是,NGK 和 Soitec 的衬底均具备独特的Know-How,来保障衬底的大规模量产,同时也带来了相应的技术壁垒和高昂成本。 以 Soitec 为例,为确保 POI 结构各层的高均匀度及高质量批量生产能力,该公司采用键合剥离(Smart-Cut)技术来制备超薄的单晶压电薄膜,这一工艺大幅提升了衬底材料良率。然而,其使用的特殊设备单台成本高达数千万元,导致衬底成本居高不下 —— 单片成本在 420-800 美元区间,给下游 TF-SAW 滤波器企业带来显著压力。 POI 衬底的重要性日益凸显,客观上削弱了 TF-SAW 技术对产品设计与工艺加工的依赖度,这在一定程度上降低了行业入局门槛。换言之,TF-SAW 的技术核心聚焦于衬底层面 —— 若无法在 POI 衬底这类核心技术上构建差异化优势,行业参与者将不可避免地陷入同质化内卷困局。 对此,一位国产滤波器生产商在被问及传统SAW 产线能否转向 TF-SAW 生产时,透露:“TF-SAW 和传统SAW 的产线几乎完全一致,甚至由于 TF-SAW 衬底中的 Si 支撑层提升了结构强度、降低了碎片风险,实际生产难度反而更低。” 换言之,从传统SAW转向TF-SAW,对POI 衬底的依赖性是非常强的。而Soitec公司在售的POI衬底有大量技术落在村田制作所的专利布局范围内。 因此,当年高通在决定进入TF-SAW赛道时,其公司法务部门在出具风险评估时指出,该衬底存在侵犯村田制作所专利的风险。然而,由于高通是村田的重要客户,村田对高通采取了选择性不起诉的策略。 对此,专业人士认为,Soitec 出售 POI 衬底时并不提供知识产权保障,滤波器公司需自行承担潜在风险。这相当于所有采购 Soitec POI 衬底的 TF-SAW 客户,都需额外面对一层隐形成本与不确定性。
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