1、【专利解密】警惕芯片裂痕 三星检测方案来助力

2、美国人发明的第一件集成电路专利，收了日本上千亿日元专利费

3、小米全新环绕屏专利曝光：顶部和底部都是屏

1、【专利解密】警惕芯片裂痕 三星检测方案来助力

【嘉德点评】三星发明的芯片裂纹检测方案，借助辐射镜来进行裂痕的检测，相比于传统方案，这种利用反射波确定裂纹的方式可以精确的测定反射波距离，进而检查出裂纹出现的位置。

自从中美贸易战开始后，美国开始用芯片掐住中兴的脖子，再到后来限制华为，芯片产业成为全民关注的焦点，民众对国内的芯片产业寄予厚望，期待能够突破技术封锁，实现国内的产业结构升级。

但是，芯片的生产制造却难于登天，有人将集成芯片列入20世纪以来最伟大的发明之一，其工艺之复杂令人咂舌。除此之外，在半导体芯片和半导体封装件的组装过程期间，在芯片的边缘上可能出现微小裂纹，这种裂纹会随着时间推移而扩展，并且可能引起半导体芯片和半导体封装件的质量问题。

因此，芯片的裂纹检测就得以应用，芯片破裂检测电路需要及时发现裂痕并向系统返回信号，如果未在特定时间内返回信号，则可以判定在芯片的边缘区域中出现缺陷，但是目前发方案仅仅可以知道是否存在裂纹，无法精确地检查出现裂纹的位置。

为此，三星在19年2月26日申请了一项名为“裂纹检测芯片”的发明专利（申请号：201910139939.9），申请人为三星电子株式会社。

根据该专利目前公开的资料，让我们一起来看看这项芯片裂纹检测方案吧。

如上图，为该专利中发明的裂纹检测芯片布局图，其中主要包括检测芯片10、保护环20、第一边缘布线100和焊盘200。芯片包括内部区域Ra和外部区域Rb，外部区域也就是芯片的边缘区域，这样的划分将芯片的核心部件聚集在了内部区域内，即使在外部区域中出现了裂纹，芯片的功能也不会受损，进而在一定程度上保障了芯片的功能。

但是当裂纹从外部扩展到内部区域时，就可能会对芯片的可靠性造成严重侵害，因此为了保障芯片的正常使用，应当防止在内部区域中形成裂纹。这里的保护环就是起到这个作用，位于Ra和Rb之间的保护环可以阻止裂纹从外部区域扩展到内部区域，此外，该部件还具有密封的作用，可以防止外部湿气进入芯片的内部损害芯片。

如上图，为裂纹检测芯片的布局示意图，该方案主要利用辐射镜对芯片上的裂纹进行检测。电流输入模块400通过焊盘200连接到第一边缘布线上，由辐射镜对于芯片以及第一边缘布线一起检查，检测的依据就是利用电流输入模块会将发热电流施加到第一边缘布线，如果第一边缘布线中存在裂纹，由于存在裂纹部分的电阻高于没有裂纹的其他部分的电阻，因此可以通过发热电流来产生热量。

辐射镜此时就会检查到被加热的部分，并且会检测第一边缘布线的通过发热电流产生热量的部分，并以图像的形式获取关于发热位置的信息，也就是说，辐射镜可以获取包括发热位置的图像信息，并将图像信息发送到检测单元，检测单元通过电流输入信息和图像信息就可以精确地检测芯片的哪个部分具有裂纹。

最后，我们来看看这种裂纹检测方法的流程图，首先，辐射镜通过焊盘将入射波施加到第一边缘布线，此时如果遇到裂纹会形成反射波。通过检测入射波的施加时间点和反射波的达到时间点就可以计算第一反射波距离，进而依据该距离精确地检查裂纹出现的位置。

以上就是三星发明的芯片裂纹检测方法，在硬件排布上，采用保护环和边缘布线来确保外围的裂缝不会向芯片内部扩散，同时，使用辐射镜来进行裂痕的检测，相比于传统方案，这种利用反射波确定裂纹的方式可以精确的测定反射波距离，进而检查出裂纹出现的位置，该专利的方案，也是给芯片制造产业增设了一道保险杠，以提高芯片合格率。

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（校对/holly）

2、美国人发明的第一件集成电路专利，收了日本上千亿日元专利费

美国不仅开创了集成电路出产业和软件产业，而且一手构建了全球集成电路和软件知识产权体系。在上世纪八十年代的美日半导体大战中，美国人在集成电路上，用专利“收割”的日本企业上千亿日元的专利许可费。

如果从1883年爱迪生发现“爱迪生效应”，并申请专利算起。美国可以说几乎领导了每一次重要的电子产业革命。

1904年弗莱明利用爱迪生效应做出第一个二极管，并获得专利。

▲弗莱明的真空二极管

1906年李·德·福雷斯特在弗莱明的基础上发明了真空三极管，第二年申请了专利。

▲李·德·福雷斯特的真空三极管

正是有了二极管和三极管，1946年才出现了第一台真空管计算机ENIAC。

▲第一台真空管计算机

1947年，第一个晶体管诞生了，来自贝尔实验室的发明家肖克利也申请了"场效应管"的专利。从此，开启了晶体管取代电子管的时代。肖克利也因此获得诺贝尔物理学奖。

▲肖克利

肖克利后来出走贝尔实验室，组建了肖克利半导体实验室。1957年，从肖克利半导体实验室中，走出八人，史称“八叛将”。自此开启了美国集成电路产业波澜壮阔的一幕。

▲肖克利半导体实验室出走的“八叛将”

其中不得不提的就是仙童和德州仪器对第一件“集成电路”专利权的争夺。

到1958、1959年时，随着电路中设计元件成倍的增加，可组装的物理元件出现了物理限制。

在“集成电路”的诞生前夜，来自IBM、贝尔实验室、美国无线电公司RCA、仙童半导体和德州仪器的技术专家们都在试图解决这一问题。

其中影响最大的是来自仙童半导体的诺伊斯（Noyce）和德州仪器的基尔比（Kilby）。

“八叛将”之一的诺伊斯，1957年与他人创立了仙童半导体。

1958年，另外一位“八叛将”——霍尔尼（Hoerni），发明了平面工艺。

在1959年1月14日，霍尔尼向诺伊斯和仙童的专利律师介绍了他的最新版的平面工艺，这次会议的备忘录也成为后续申请专利的基础材料。1月23日，诺伊斯记录下来了这个平面集成电路的想法。但是因为工作繁忙，诺伊斯直到几个月后，才申请了专利。

与此同时，德州仪器工作的基尔比（Kilby）也在1958年的工作记录中记录了微型电路可以在一块晶片上制造的工艺构思。德州仪器为了赶在其他竞争者申请专利之前，抢先在1959年2月提交了专利申请。

▲德州仪器基尔比的集成电路雏形

至此，仙童和德州仪器开始了长达数年的首件“集成电路”到底属于谁的官司。因为当时美国专利制度是“先发明制”，而不是“先申请制”，因此双方提交了各自在日常工作中形成的有关“集成电路”的工作记录或会议记录材料，以证明自己才是最先发明“集成电路”的。

多年诉讼之后，法庭将集成电路的发明授予了德州仪器的基尔比，而将内部连线技术授予了仙童的诺伊斯。两家公司也于1966年达成专利交叉授权的协议，其他人如果想要生产集成电路，则需要从德州仪器和仙童获得授权。

▲仙童半导体诺伊斯集成电路的内部连线设计

日本人虽然也声称自己在1960年也申请了类似的专利，但直到1989年之后，类似的专利才被授予专利权。其中或许也夹杂着后来美日半导体领域的纷争原因。

这个“集成电路”的首件专利有多重要？

▲德州仪器基尔比的首件集成电路专利

从德州仪器后来对日本半导体制造商收取了数十年的专利许可费就可知其重要性地位。

德州仪器依靠基尔比的这件专利，以及这件专利过期后，后续又申请的“基尔比275”专利，向日本企业收取的专利许可费多达上千亿日元。

以东芝一家公司为例，德州仪器和东芝公司在1991年签署的专利许可协议中，东芝公司每年需要缴纳120亿日元，期限十年。

富士通公司因为拒绝支付德州仪器的巨额专利费的而不得不采用与“基尔比275”专利不同的方案，为此富士通和德州仪器还展开了长达数年的专利诉讼官司。

而当时的背景正值美日半导体行业战（1986-1996）。日本在1985年正式取代美国成为世界上最大的芯片生产国，当时全球十大半导体厂商中，日本占据了半数。

但随着1986年春，美日签署《美日半导体协定》，加上韩国半导体产业的崛起，日本半导体产业开始走下坡路。

所以，德州仪器在集成电路基础专利过期之后依然能够向东芝等公司收取专利许可费，或许也是受到了美日半导体战的影响。

所以，中美贸易战之后，是否会出现大批美国企业要求中国企业签订不平等的专利许可协议？参照以上美日的经验来看，很有可能。一方面让中国放弃自主研发，另一方面向中国兜售美国的产品或是专利许可。

从这个例子可以看出，在相当长的一段时间，“专利”在美国集成电路行业中发挥了重要的作用。美国的集成电路企业的各类专利行为，也奠定了集成电路领域的知识产权保护特色。

直到后来随着全球化的推进，日本、韩国、台湾等企业在60年代之后逐步进入这一领域，美国也顺势将一些非核心的半导体制造的产业转移了出去。注意的是，美国转移的是加工制造，核心技术领域还是通过知识产权牢牢控制着。

在这个过程中，日本、韩国和台湾的企业也逐步学习并掌握了集成电路制造领域的知识产权“游戏规则”，获得了自己的发展位置，但是唯美国是瞻的行业特点并没改变。

所以，中国在集成电路产业未来如果不想走日本妥协的道路，那充实自身的专利武器库就显得尤为重要。

3、小米全新环绕屏专利曝光：顶部和底部都是屏

2019年，小米发布了全新概念机MIX Alpha，带来了未来手机屏幕的新形态——环绕屏。不过在2020年，雷军表示MIX Alpha是预研项目，量产难度太大，已经放弃了。

虽然MIX Alpha已经难产，但小米并未在环绕屏的道路上死心。前几天，小米的采用弹出摄像头方案的环绕屏专利刚刚曝光，现在，又一个环绕屏专利来了。

据LetsGoDigital报道，该专利是小米公司在2019年11月25日向国家知识产权局提出申请，2021年1月1日获得授权。值得一提的是，该专利拥有不同的设计方案，主要却别在于摄像头的设计和上下的屏幕的弧度。

从专利图片来看，不同于小米MIX Alpha在机身左右向两侧延伸环绕的屏幕设计，新专利而是从机身上下进行环绕。

此外，机身左右两侧还分别有一个单独的屏幕，没有实体按键。由于这只是外观设计专利，尚不清楚机身左右两侧的屏幕是否支持虚拟按键。

新专利的摄像模组也不同于小米MIX Alpha采用竖行设计，而是采用横行设计，拥有三摄和四摄两种方案。三摄方案似乎并没有闪光灯，四摄方案除了拥有闪光灯，似乎还有一个传感器。

另外，该专利包含了两种不同的弧度方案。一种方案上下弧度更大，近似椭圆形。而另一种方案弧度较小，近似圆形。

当然，专利中的机型是否会上市还不清楚，毕竟像小米MIX Alpha的最终也未能上市发售。（新浪科技）