利用專利分析評估半導體企業的技術定位與發展—以快閃記憶體MLC技術為例

國

立

交

通

大

學

科技管理研究所

碩

士

論

文

利用專利分析評估半導體企業的技術定位與發展

—以快閃記憶體MLC技術為例

Patent Analysis and Technology Strategy for

Semiconductor Industry:

The Case Study of Flash Memory MLC Technology

研 究 生：李文傑

指導教授：劉尚志 教授

利用專利分析評估半導體企業的技術定位與發展

—以快閃記憶體 MLC 技術為例

Patent Analysis and Technology Strategy for Semiconductor Industry

：

The Case Study of Flash Memory MLC Technology

研 究 生：李文傑 Student：Wen-Chieh Lee

指導教授：劉尚志 Advisor：Dr. Shang-Jyh Liu

國 立 交 通 大 學

科技管理研究所

碩 士 論 文

A Thesis

Submitted to Graduate Institute of Management of Technology National Chiao Tung University

in partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of

Master in

Management of Technology

May 2004

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

利用專利分析評估半導體企業的技術定位與發展

—以快閃記憶體 MLC 技術為例

研究生：李文傑

指導教授：劉尚志教授

國立交通大學科技管理研究所 碩士在職專班

摘要

知識經濟時代中任一企業欲轉型為知識產業，皆須做好專利開發的工作，因為 唯有企業充分地體認到專利的重要性，並且了解如何開發專利以創造企業營收，才 能在知識經濟中立於不敗之地。因此，如何一方面擴充具有價值之專利數量，另一 方面尋求專利價值化之可行方案，最後回饋到未來技術之創新與產品開發，乃是企 業進行專利開發之主要目標。本論文將以快閃記憶體 MLC 技術為例，分兩方面探 討： 消極面：專利分析(Patent Analysis) 根據半導體產業技術發展的現況與趨勢擬定專利檢索策略，配合專利檢索工具 以進行目標屬地國專利資料庫之前案（目標專利群）檢索。接著，利用專利分析工 具，以圖表化的呈現方式將目標專利群轉化為專利地圖，其中藉由經營圖表（如技 術生命週期圖、歷年專利數量圖、發明人分析表、專利引用表、專利引證表等）以 廣泛地瞭解相關技術的發展脈動以及瞭解競爭敵手的動向；藉由技術圖表（如技術 功效矩陣圖、專利家族圖、重要專利引用族譜圖等）以瞭解專利權利佈局現況以及 獲得侵權警訊；最後，根據專利地圖解析半導體產業專屬專利情報，以成為特定企 業經營決策或產品研發之重要技術文件。 積極面;專利組合(Patent Portfolio) 根據半導體產業技術發展現況，配合特定企業專屬專利地圖以及專利情報以尋 找核心技術。接著，以核心技術為中心，將核心技術與前案進行可專利性的比對， 以協助該企業建構在特定核心技術領域的專利組合。同時探討適合的專利申請策 略，以積極補強技術面之不足，使其他競爭對手無法利用專利迴避（Design Around） 進入市場。

關鍵字：專利分析、專利組合、專利地圖、快閃記憶體、MLC 技術

Patent Analysis and Technology Strategy for Semiconductor Industry :

The Case Study of Flash Memory MLC Technology

Student: Wen-Chieh Lee

Advisor: Dr. Shang-Jyh Liu

Institute of Management of Technology

National Chiao Tung University

Abstract

In the knowledge economic era, any enterprise want to turn into the knowledge industry ,the patent development should be well done. Because only the enterprise can fully understand the importance of patent and know how to develop patents for increasing it’s revenue, then it can be successful in the knowledge economic era. Therefore, increasing the number of valuable patents and commercializing the patents, contribute to the development of innovative new technologies and products, it’s the major enterprise’s goal of patent development. This paper take the MLC technology of flash memory as example, and develop it in two way:

Passive way : Patent Analysis

Base on the technology trend of semiconductor industry ,the strategy of patent search can be defined; Co-operating with patent searching tool, we can proceed the target patents’ searching of the designed country. Then ,we use patent analysis tool to summarize the target patents by graphic table or display. The management charts ( for example ,technique life cycle chart、annual total patent number chart、inventor analysis chart、patent reference chart、patent citation chart….etc.)can help us to know the developing trend of the specific technique and understand the status of competitors; The technique charts( for example, technique function matrix chart, patent family chart, key patents reference family chart..etc) can help us to know the overall management of patent application and the tort warning; Finally, base on the dedicated patent information of the semiconductor industry from the patent map, the specific enterprise can make it’s management decision and take patent information as the important technique references.

Active way : Patent Portfolio

According to the technique development of the semiconductor industry, using the dedicated patent map and information of the specific enterprise , we may get the core technology. Then, we set the core technology as the target and compare it with the prior art , thus we can build up the patent portfolio in the target technique area. And we can make the suitable patent application strategy to compensate the insufficient part of the prior art, thus the competitor can’t design around and enter the market.

誌謝

首先要感謝指導老師劉教授尚志的悉心指導使得本論文能如期完成。

藉由劉老師的諄諄指導，使自己能在論文寫作期間能夠匡正謬誤，得以順

利完成此份論文；其次感謝洪教授志洋、王教授耀德與王教授克陸，在論

文及計劃書口試時不吝給予寶貴的意見；同時感謝曾教授國雄，對論文內

容的悉心指正，使本研究內容更趨完整。

而在求學生涯中，也要感謝交大科技管理研究所的所有老師，使自己

能從學習中不斷成長，獲益匪淺。

感謝母親及妻子，在這段求學期間對我及家庭的付出，能讓自己在工

作與課業之外無後顧之憂。

希望這份論文的完成，能對相關產業的同儕有些許助益，並期待在此

之後，是另一段學習的開始。

李文傑 謹職

民國九十三年四月

于國立交通大學科技管理研究所

目錄

摘要 ...1

Abstract

...2 誌謝 ...3 表目錄 ...6 圖目錄 ...7 第一章 緒論 ...9 1.1 研究動機與問題 ...9 1.2 研究目的 ...9 1.3 研究對象與範圍 ...9 1.4 研究方法 ...9 1.4.1 產業分析 ...10 1.4.2 技術分析 ...10 1.5 研究內容與流程 ...13 第二章 文獻及理論 ...14 2.1 專利分析說明 ...14 2.1.1 專利的特性 ...14 2.1.2 專利的缺點 ...15 2.2 專利分析之目的與功能 ...16 2.3 專利分析與技術預測對技術發展的看法 ...17 2.3.1 專利分析對技術發展的看法 ...17 2.3.2 技術預測對技術發展的看法 ...20 2.4 評估專利技術品質 ...21 2.5 專利運用的技術策略 ...22 2.6 專利分析指標的應用層級 ...23 2.6.1 國家層級的分析指標 ...24 2.6.2 產業層級的分析指標 ...24 2.6.3 企業層級的分析指標 ...24 第三章 快閃記憶體產業分析...26 3.1 記憶體產品簡介與應用 ...26 3.2 快閃記憶體產業市場趨勢與競爭廠商分析 ...28 3.2.1 記憶體市場趨勢分析 ...28 3.2.2 Flash 市場趨勢分析 ...29 3.2.3 快閃記憶體產業競爭廠商分析 ...34 3.3 快閃記憶體及 MLC 技術簡介 ...38

3.3.1 NOR 型 Flash 及 MLC 技術 ...41 3.3.2 NAND 型 Flash 及 MLC 技術 ...49 第四章 快閃記憶體技術專利資訊分析...54 4.1 專利檢索策略 ...54 4.2 技術分散程度 ...55 4.3 與技術生命週期的關係 ...58 4.4 國別分析 ...60 4.5 主要廠商分析 ...63 4.5.1 主要專利權人引用率分析 ...63 4.5.2 主要專利權人引證率分析 ...65 4.6 發明人分析 ...68 4.7 技術演變趨勢 ...69 4.8 創新與專利策略 ...72 第五章 企業的技術策略...73 5.1 Flash Memory 專業製造商–技術移轉、共同開發 ...73

5.2 Flash Memory 設計公司-利基型產品、Flash IP ...73

5.3 Flash Memory 系統應用製造商–Flash 週邊產品 ...74

5.4 SOC 晶圓代工廠商–內嵌式 Flash IP ...74

第六章 結論 ...75

參考文獻 ...77

一、 中文部份 ...77

表目錄

表 2-1：CHI 專利指標 ...17 表 2-2：Martino 對技術預測方法的分類...20 表 2-3：Poter 對技術預測方法的分類...21 表 2-4：專利分析指標的應用層級...25 表 3-1：NAND/NOR Flash 營收與應用領域 ...31 表 3-2：2004 Q3 NAND Flash 市場排名 ...34 表 3-3：2004 NAND Flash 主要競爭廠商...35 表 3-4：2002 Flash Memory 全球市佔率 ...36 表 3-5：2003 Q3 NOR Flash 市佔率 ...36 表 3-6：2003 Q3 全球 Flash 市佔率...37

表 3-7：Intel & Spansion 高容量 NOR Flash 技術...37

表 3-8：台灣廠商發展 Flash 狀況...38 表 3-9：NAND2b,AG-AND2b,NROM,HDD 成本分析 ...53 表 4-1：Flash 技術主要專利權人專利數分析 ...55 表 4-2：Flash 主要 IPC 技術專利權人專利數分析 ...56 表 4-3：Flash MLC 技術主要專利權人專利數分析 ...57 表 4-4：Flash 技術國別分析 ...60 表 4-5 : Flash 技術專利所屬國引用率分析 ...60 表 4-6 : Flash 技術專利所屬國引證率分析 ...61 表 4-7：Flash 主要技術國別分析 ...61 表 4-8：Flash MLC 技術國別分析 ...62 表 4-9：Flash 技術主要專利權人引用率分析 ...64 表 4-10 : Flash 技術主要專利權人引證率分析 ...65 表 4-11 : Flash 主要技術專利權人引證率分析 ...66 表 4-12 : Flash MLC 技術專利權人引證率分析 ...67 表 4-13 : Flash 技術主要發明人分析 ...68 表 4-14 : Flash 技術主要 IPC 分析 ...69 表 4-15 : Flash MLC 技術歷年 IPC 分析 ...71 表 4-16 : 生命週期不同階段之創新與專利策略...72 表 6-1：2003 年全球 Flash 市場前八強 ...75

圖目錄

圖 1-1：研究內容與流程 ...13 圖 2-1：技術生命週期圖 ...19 圖 3-1：記憶體的應用與結構...26 圖 3-2：記憶體的應用與需求位元數...26 圖 3-3：記憶體的應用與效能...27

圖 3-4：DRAM, SRAM, Flash 成長趨勢圖(Web-Feet research, Inc 2002) ...28

圖 3-5：Flash 與 SRAM 相對於 DRAM 營收比率趨勢...29

圖 3-6：Flash 需求與供給趨勢...30 圖 3-7：Flash 應用市場營收趨勢 ...31 圖 3-8：NOR 型供給與需求趨勢 ...32 圖 3-9：NOR 型供給與需求趨勢 ...33 圖 3-10：NOR、NAND、Combo Flash 營收趨勢 ...34 圖 3-11：Flash 的記憶單元剖面圖 ...39 圖 3-12：Flash 寫、抹除、讀工作原理示意圖 ...39 圖 3-13：MLC 技術原理 ...40

圖 3-14：1bit/cell Nor Flash 成本及售價趨勢...41

圖 3-15：1bit/cell Nor Flash 毛利率趨勢...41

圖 3-16：2bits/cell Nor Flash 成本及售價趨勢...42

圖 3-17：2bits/cell Nor Flash 毛利率趨勢...42

圖 3-18： 圖 3-19：4bits/cell Nor Flash 成本及售價趨勢 ...43

圖 3-20：4bits/cell Nor Flash 成本及售價趨勢...43

圖 3-21：4bits/cell Nor Flash 毛利率趨勢...43

圖 3-22：Dinor Flash 成本及售價趨勢...44 圖 3-23：Dinor Flash 毛利率趨勢...44 圖 3-24：ACT Flash 成本及售價趨勢...45 圖 3-25：ACT Flash 毛利率趨勢...45 圖 3-26：NROM 成本及售價趨勢 ...46 圖 3-27：NROM 毛利率趨勢 ...47 圖 3-28：MirrorBit Flash 成本及售價趨勢 ...48 圖 3-29：MirrorBit Flash 毛利率趨勢 ...48

圖 3-30：1bit/cell NAND Flash 成本及售價趨勢...49

圖 3-31：1bit/cell NAND Flash 毛利率趨勢 ...49

圖 3-32：2bit/cell NAND Flash 成本及售價趨勢...50

圖 3-33：2bit/cell NAND Flash 毛利率趨勢 ...50

圖 3-35：2bit/cell AND Flash 毛利率趨勢 ...51 圖 3-36：AG-AND Flash 成本及售價趨勢...52 圖 3-37：AG-AND Flash 毛利率趨勢 ...52 圖 4-1：Flash 技術生命週期圖 ...58 圖 4-2：Flash 技術主要專利權人(前 15 名)歷年專利數分析 ...59 圖 4-3：Flash MLC 技術生命週期圖 ...59

第一章 緒論

1.1 研究動機與問題

知識經濟時代中任一企業欲轉型為知識產業，皆須做好專利開發的工作，因為 唯有企業充分地體認到專利的重要性，並且了解如何開發專利以創造企業營收，才 能在知識經濟中立於不敗之地。因此，如何一方面擴充具有價值之專利數量，另一 方面尋求專利價值化之可行方案，最後回饋到未來技術之創新與產品開發，乃是企 業進行專利開發之主要目標。

1.2 研究目的

基於上述研究動機，本研究希望在快閃記憶體 MLC 技術的美國專利部分，藉 由連穎科技豐厚的專利實務經驗以及專利分析技術，使企業的經營決策層以及技術 研發團隊得以迅速掌握相關技術發展的趨勢以及專利佈局現況，並就智慧財產權角 度提供企業現有技術的未來發展空間。

1.3 研究對象與範圍

本研究針對快閃記憶體，進行專利技術分析，茲分別說明如下： （1） 以專利件數字判斷快閃記憶體各階段生命週期時，其範圖為利用

Patentpilot 及 PatentGuider 軟體從美國專利局網站（www.uspto.gov），檢索所得 與快閃記憶體技術相關之 2165 篇專利。 （2） 依據策略一所蒐尋的專利群 IPC 分析，取前六位最多專利數的 IPC("G11C 16/00 or "H01L 21/00" or "G11C 11/00" or "G11C 7/00" or "H01L 29/00" or "G11C 13/00")，檢索所得與快閃記憶體技術相關之 397 篇專利。主要在於建 立線的分析，探討主要技術的發展方向，可作為技術分析參考。 （3）針對上述快閃記憶體相關專利的 title 及 abstract 部分，再利用關鍵字， "multi-bit"、"multi-state"、"multi-level"、"analog"，檢索出與 MLC 技術相關 的 104 篇專利。

1.4 研究方法

在訂定技術策略前，需先了解產業環境，然後利用專利分析，得到技術發展策 略。在產業環境方面，首先對整個記憶體產業與快閃記憶體產業特性做分析，並探

討快閃計憶體市場趨勢，同時也對競爭廠商做分析，最後針對快閃記憶體及 MLC 技術做整體性的介紹與比較。在了解整體產業概況後，可以進一步分析快閃記憶體 的專利資訊，專利資料庫的建立是採用三個檢索策略：第一個是與所有快閃記憶體 相關的專利資料，可以從中了解整體快閃記憶體的技術概況，並可與產業環境分析 相比較，做技術面與產業面的互相對照，剔除不相關的專利，並可以從中發掘未來 技術的發展趨勢，進而歸納出台灣相關廠商因應之道；第二個是依據策略一所蒐尋 的專利群 IPC 分析，取前六位最多專利數的 IPC 類別做分析對象，可以從中了解快 閃記憶體主要技術的分布概況，提供快閃技記憶體相關產業作為競爭或合作對象的 參考，並可據此訂定專利申請與技術發展的策略；第三個是依據策略一所蒐尋的專 利群，利用與 MLC 相關的關鍵字篩選出 104 篇專利，進一步分析 MLC 技術的主要 專利權人、技術分散程度、技術生命週期、專利在 IPC 技術分類情形等，可提供欲 發展 MLC 技術的廠商訂定專利申請與技術發展的策略。最後針對與快閃記憶體相 關的半導體廠商：Flash Memory 專業製造商、Flash Memory 設計公司、Flash 系 統應用製造商、SOC 晶圓代工廠商，在面對國際大廠專利及市場佔有率上大者恆大 的壓力下，分別提出台灣相關廠商的因應之道。

1.4.1 產業分析

1.快閃記憶體產業特性與現況分析。 2.快閃記憶體產業的未來發展趨勢。

1.4.2 技術分析

Narin（1987）指出專利文件當中透露出相當多訊息，包括： 1.技術能力指標：依專利核准件數多寡衡量國家或公司在產品或技術的能力． 而由技術類別分析，則可以歸納出各公司技術專長所在。 2.技術發展與資源分配的關條：以專利件數比較企業在技術方面的競爭優勢， 從其中技術領先程度與資源分配的結果，判斷公司資源分配是否適當，是否 符合公司策略目標。 3.專利被引用次數：有超過 95％以上的專利沒有被產業界所引用，所以通常可 以由專利被引用次數了解該專利重要性。 4.從事企劃或技術發展的參考依據：依據專利說明書中的專利權人、發明人、 團際分類等資特加以分析，可以發現技術的可開發區或是技術的不可侵犯區。 本論文技術分析所要建構的專利指標，是參考 CHI 公司所建立的專利指標。CHI 公司的專利指標分析的層次(level)，適用在國家、產業和公司層次。本論文預計要運用 的專利指標，依其性質分成「量」的分析指標和「質」的分析指標，並分別在不同層 次來比較 FLASH 產業的 MLC 技術發展趨勢。茲就將專利指標所代表的意義和計算公 式。

1.專利核准數 專利是企業投入研發活動的產出項目之一，又專利的本質是獲得發明與創新技 術的合法性，企業將重大的發明尋求專利的保護，因此專利數可用來評估企業投入 技術活動的程度，並且作為技術創新產出的代理指標。過去的許多研究，皆使用專 利數作為技術的發展趨勢的指標，所以本論文以專利核准件數衡量每一年的專利流 量。 專利核准數的計算方法，主要是計算公司

∑

= t i t j i t j P PN _{, ,} 其中 i 代表公司 j 代表技術領域， t 代表欲計算之年度(或期間) P 代表專利核准數 i t j PN _, 代表某公司在某技術領域在 t 年度(或期間)之專利核准數量 2.比較優勢指標 RTA 由於各家公司研發策略不同，直接使用專利數的多寡，所呈現的是一個總量的 觀念，所以用來分辨技術的相對優勢並不合理。RTA 主要用來分析企業在各技術領 域專利技術在美國專利技術之相對競爭強度，RTA 大於 1 就表示某企業在該技術領 域的技術競爭力較大。計算方式如下: / / ij ij i ij ij ij j ij P P RTA P P ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠

∑

∑ ∑

其中 i 代表某公司，j 代表某技術領域。 3.專利引證率 然而用專利核准數來衡量技術創新的活動時，僅能以量的角度來衡量，其遞增 的現象是否亦即代表創新能力的提高?由於專利的本質是獲得發明與創新技術的合 法性，在美國專利文獻中會註明對先前技術的引證。當一項專利被後來的專利引證 的次數愈多，代表此專利是基礎專利。基礎專利在技術的影響程度和所帶來的經濟 價值是很大的。因此本論文用專利引證率來反應專利的重要程度，作為質的衡量指 標。 _i t j i t j i t j PN C CPP , , , = 其中 i t j C _, 表示 i 公司第 t 期之專利被當年與以後各年專利引用的次數 i t j CPP_, 代表 i 公司在 j 技術領域於第 t 期的專利引證率 4.現行衝擊指數(CII)

主要在衡量專利被引用的相對強度。根據 CHI 公司的定義，係指某國某年(或 一段期間)專利被後期特定年專利引用之頻率相對所有專利被引用的頻率。一般 CII 值均會調整成期望值為 1。其計算的方式為: Step1:先計算公司專利每年被引用的權重 W。其中 M 值是 i 國在 t 年的前 a 年 專利，在 t 年所獲之專利被引證的比值。A 值是各年各國所有專利在 t 年被引證的 比值。 t-a t-a / , A / / A i i i t a t a t a t a t a i i t a t a M C P C P W M − − − − − − − = = → = a=1,…,5 Step2:將近五年加權平均得出 CII。 5 5 5 1 1 / i i i t a t a t a a a CII W₋ P₋ P₋ = = ⎛ ⎞ = _{⎜ ⎟} ⎝ ⎠

∑

∑

由上述的計算方式得知，CII 代表的意義是，企業專利於某一年度的現行衝擊 指數是，企業當年度專利在近 5 年中被其他未來專利引證的數量，與該年度所有美 國專利被引證的數量之比值。 5.技術強度(Technology Strength) 技術強度是代表一家公司或國家目前在某項技術領域上影響著規模。CHI 在定 義上就是將專利核准數乘上 CII，就可以得出在此技術領域的技術強度為何。 , , * , a t a t a t TS =PN CII a 代表 a 年前，t 代表在第 t 年 6.技術生命週期(TCT) 該公司平均一件專利獲准專利與其索引正專利之專利核准時間差的中位數。技 術生命週期主要是從該公司所引證的專利年齡為主，其計算方式是以所引證的專利 年齡中位數為主。TCT 低，代表該企業是基於較新的技術為基礎進行技術創新。TCT 用以顯示技術的創新速度。 K MARC TCT K i k j i K j

∑

= , , 其中 i k j MARC_, 代表k 專利所引證的專利中，這些專利年齡的中位數 K 表示i 公司在 j 技術領域所擁有的專利總數 i K j TCT _, 表示 i 公司在 j 技術領域之平均技術循環時間

1.5 研究內容與流程

基於上述研究方法，本研究希望藉由以下步驟，探討快閃記憶體 MLC 技術的 研發策略。 研究動機 研究動機 研究問題形成及 目的確認 研究問題形成及 目的確認 界定主題及研究 範圍 界定主題及研究 範圍 資料收集及整理 資料收集及整理 文獻、書籍、論 文探討 文獻、書籍、論 文探討 篩選合適樣本 篩選合適樣本 資料分析 資料分析 運用合適軟體_{運用合適軟體} 結果分析 結果分析 結論與建議 結論與建議 論文撰寫 論文撰寫 圖 1-1：研究內容與流程

第二章 文獻及理論

2.1 專利分析說明

世界智慧財產權組織（World Intellectual Property Organization，WIPO）統計發 現，運用專利情報，可以縮短 60％的研發時悶，並節省 40％的研發費用。而專利說 明書中包含 90~95％的研發成果，相對的其他技術文獻（如期刊、論文等）則僅含 有 5~10％的研發成果，所以可以了解專利資訊的重要性（鐘景慧，1998）。 利用專利可以觀察企業或國家間技術競爭力的強弱，而也因為專利具有保護技 術的能力，所以在專利說明書當中透露自非常多訊息，將這些資訊進行分析後，可 以有系統的分析企業與其他競爭者之間的地位（Ernst，1997）。

2.1.1 專利的特性

專科資訊包括了技術資訊與權利資訊，所以與一般學術期刊、技術文獻不同。 一般而言它具有下列特性： 1．由於申請專利必須有新穎的特性，所以技術揭露的時間最早。 2．技術內容記載實際且具體，亦附有圖式說明，重複操作可能性遠較學術文獻 高。 3．申請專利必須對該技術適當揭露，可以獲取較完整的資訊。 4．專利撰寫牽涉相當多法律議題，詞彙定義教學術文獻嚴格。 5．專利資料的取得容易，資料格式固定，因此可做技術分類，用以預測企業之 技術開發方向。 發明必須具備新穎性、進步性和產業可利用性，才能獲得專利。一般而言，一 項發明必須滿足下列四項要件才可以申請專利： • 新穎性（novelty）：專利發明必須是前所未有的，無法在現有出版品中找到， 也沒有被公開使用或販賣。用意當然是在防止發明人抄襲他人的構想。 • 實用性（usefulness）：請求專利的發明必須是實用的。獲得專利權之發明 必須具有產業可利用性，才能造福社會人群。實用性劃分了專利權和著作 權的分際，實用性的發明屬專利領域，而非實用性的發明則屬於著作權的 保護範圍，如文學、音樂和藝術等。 • 非顯而易見的（nonobviousness）：專利發明必須明顯不同於習知技藝(prior art)。所以，獲得專利的發明必須是在既有之技術或知識上有顯著的進步， 而不能只是已知技術或知識的顯而易見的改良。這樣的規定是要避免發明 人只針對既有產品做小部份的修改就提出專利申請。 • 適度揭露（adequate disclosure）：為促進產業發展，國家賦予發明人獨佔的

利益，而發明人則需充份描述其發明的結構與運用方式，以便利他人在取 得發明人同意或專利到期之後，能夠實施此發明，或是透過專利授權實現 發明或者再利用再發明。如此，一個有價值的發明始能對社會、國家發展 有所貢獻。(1998，謝寶煖) 專利與發明活動之間的密切關係，更可從兩個方面來看：一是專利要通過申請， 通常須符合三項準則，即新穎性(novelty)、非顯著性(non-obviousness)，與實用性 (utility)，這表示了一項發明或技術在經過專利審查後，即代表了一定程度的創新意 義；另一則是企業或發明者願為其技術申請專利，則代表認為該技術具有一定之經 濟價值。專利統計指標對於分析創新及技術改變仍是獨一無二的資源，沒有任何其 他 的 資 訊 能 像 專 利 資 料 一 樣 擁 有 大 量 且 可 利 用 的 資 料 來 供 經 濟 分 析 (Griliches, 1990)。

2.1.2 專利的缺點

1．並非所有的創新發明都會去申請專圖利，有時候企業本身為了保護創新的成 果改採營業秘密保護，或是為及早進入市場，擴大市場占有率也會以完全公開、低 價格技術移轉方式進行，尤其是在快速發展的領域，所有的創新成果很快過時，專 利的保護顯得用處不大。 2．並非所有技術都可以申請專利 。專利是國家所賦予的一種專屬排他權，如 果一項發明或創新具備產業可利用性、新穎性、非顯而易見性，則具備了「可專利 性」。 3．由於市場的考量，常會以他國市場大小的觀點來決定是否申請專利，因此以 不同國別來比較專利，並不是完全可靠。由於各企業的專利政策不同，且並未涵蓋 所有的創新活動，因此以統計的觀點來看，需累積長時期且件數多才能顯現出其有 效性。廠商在國內和國外專利的傾向有很大的不同，端視廠商拓展發明商業化的預 期。 4．每一個國家的專利局都有其制度的特性，這會影響到保護的成本、長度和效 率。因此也影響了發明人的申請專利的意願 5．Basberg 指出：1958 年的研究發現：75％的專利具有經濟效益，但是只有 57％的專利實際在使用。為何不使用所申請核準的專利呢？具有以下的原因：當專 利發明缺乏市場需求、競爭條件不如對手（例如：技街過時或效率不高）、無法商品 化或是為了防止競爭對手使用該發明（即卡位的策略逕用）。 6．優先權在專利法中的意義為發明人將發明刊載於本國或外國之期刊，或於外 國申請專利，該發明人在優先權內仍可向專利局申請專利，該發明人在優先權內申 請專利，將不會因前述公開行為而喪失新穎性。因此單一國專利責科庫之專利文獻 經過分析整理而得之專利空隙，並非一定可供研究發展人員介入申請專利。因為此 技術間隙可能已由其他發明人在其他國家取得專利權的保護而享有優先權於他國申 請專利的權利。

7．資料截斷偏差問題(truncation bias)：Jaff, Trajenberg and Henderson(1993) 由於知識擴散在時間上有落後的現像，因此越接近現行年的專利被引用次數會 相對五年前的專利低。這對於利用專利資料來分析現行的經濟現狀，可能無法有效 反應出真正的變動。

8．技術領域(technological filed)或當地化區位(geographic localization)的特性： Jaff, Trajenberg and Henderson(1993)

不同的技術領域被引用的傾向也會不同，例如 ICT 領域專利被引用次數會明顯大於電 機領域專利被引用的次數。這狀況也許是因為語言的因素或是產業特性的不同，而造 成引用比重不一的情形。因此，需考量這些專利資料的特性，並慎選資料所呈現的結 果，以避免引用比重的偏頗。

2.2 專利分析之目的與功能

基本上專利分析就是將專利資料轉換成更為有用之專利資訊，是科技研發規劃 與智慧財產權管理的有效工具，也可作為科技競爭分析、技術趨勢分析、以及權利 範圍判斷的依據。 （1）技術競爭分析： 1．不同公司之技街競爭態勢與策略； 2．技術成長之強弱對比； 3．可能技術獲得或合資對象； 4．分辨有經濟效益之專利或專利組合； 5．可能之技術銷售對象； 6．研發計劃及項目之評估（有效之研發資源分配）； 7．新專利內容之分析（技術突破之可能性），由新技術引至新產品。 （2）技術趨勢分析： l．技術內容及項目之設定； 2．技術開發之動向（技術須依時間之變化）； 3．技術內容之互動（以矩陣表示，例如：材料與功能等）； 4．技術發展階段（以發明、新型或新式樣區分）； 5．技術演變態勢。 6．技術相關性（專利分類中主分類及次分類之分佈說明﹔或專家之意見）。 （3）專利權範圍分析： 1．專利申請國別； 2．權利構成之要件； 3．權利範園重點； 4．權利範園展開或細分。 專利分析是產業訂定科技策略時最有效且具體的工具之一。因此企業之科技策 略規劃、研發或技術資源分配、技術成熟度研判與預測、以及專利侵權行為之鑑定

和技術金之給付對象等，都可經由專利資訊得知。專利分析本質上與所謂的專利地 圖（Patent Map ）（產業研究所，1985）之功能是一致的。然而隨著專利資訊的擴 充，專利分析可以充實及延伸專利地圖之應用。如做為產業發展科技之資源分配評 估（Ashton ＆Sen，1989）並可配合其他資料庫之應用，做為先前技術查尋之根據。 CHI Research是提供關於技術、科學以及財務指標方面研究諮詢的顧問公司。於1968 年，該公司開始投入研究科學以及技術引證分析之間的關聯性。到了1980年代，CHI Research更積極擴展科學引證分析技術的應用範圍，包含專利引證分析，試圖提供具有 商業功能的企業產業競爭環境的情報、技術的追蹤以及產業技術的其他分析等。CHI專 利指標是由美國CHI Research公司所研發出的量化指標，主要用於評估公司的專利價 值。專利在無形資產中是比較容易量化的評估指標。利用專利指標除了可以評估公司無 形資產的價值，更進而可以評估公司的技術實力以及公司價值。CHI專利指標整理如下 表所示： 表 2-1：CHI 專利指標 公司層面 指標 定義 功能 專利數目 Number of patents 在某一特定時間內，一公司在某 一專利分類中所得的總專利件數 評估公司投入技術發展的 程度 專利成長率 Patent growth percent in area 以該公司現今擁有的專利件數扣 掉前一年所獲得的專利總數，並 除以該公司前一年所得的專利總 數，所得的百分比 評估公司技術活動的變化 專利數百分比 Percent of company patents in area 企業在一項技術領域的專利數佔 企業全部專利數的百分比 用來檢視構成企業智慧財 產權組合的核心技術 專利引證率

Cites per patent

公司專利被後來專利引證的次數 引證次數高表示該公司技 術越偏向基礎研究及技術 領先 技術強度 Technology strength 專利數目×現時影響指數 評估該公司專利組合的質 與量 現行衝擊指數 Current impact index(CII) 相對於所有美國專利，企業近 5 年專利被後來專利引證的數量 衡量專利被引用的相對強 度，以反映公司專利組合的 重要性或衝擊性 技術生命週期 Technology cycle time 生命週期主要是從該公司所引證 的專利年齡為主，其計算方式是 以所引證的專利年齡中位數為主 可評估專利在不同生命週 期的發展狀況 科技關聯性 公司所擁有的專利平均被論文或 評估公司的專利技術與科

研究報告所引證的篇數 學研究之間的關聯性 科技強度 專利的數目×科技關聯性 評估一家公司使用基礎科 學建立該公司專利組合的 強度 (資料來源：洪志勳、劉文仁交通大學碩士論文，民國九十二年)

2.3 專利分析與技術預測對技術發展的看法

專利分析本質上與所謂的專利地圖（Patent Map ）（產業研究所，1985）之功 能是一致的。然而隨著專利資訊的擴充，專利分析可以充實及延伸專利地圖之應用。 如做為產業發展科技之資源分配評估（Ashton ＆Sen，1989）並可配合其他資料庫 之應用，做為先前技術查尋之根據。企業之科技策略規劃、研發或技術資源分配、 技術成熟度研判與預測、以及專利侵權行為之鑑定和技術金之給付對象等，都可經 由專利資訊得知。因此專利分析著重在特定技術研發內容與主要競爭者的分析，主 要目的是提供企業技術發展的策略。 技術預測研究焦點置於技術在功能上的變遷，或者創新的顯著性以及實現時間。 至於預測的內容則包括技術能力的成長、新舊技術的替代比率、技術擴散的情形、市 場滲透的程度、以及重大技術突破的時間及可能性。因此技術預測著重在特定技術的 演變方向及實現的時間，主要的目的是提供特定產業訂定未來新產品的研發方向與 現有產品的生產規劃。 技術預測研究著重在技術面的發展方向預測，而且預估的時效性較具即時性、長遠 性，並兼顧市場性；而專利分析則提供了如何在特定技術做點的突破以及防堵競爭者的 策略，其技術面的分析受內容公開時間的限制，約有18個月的延遲；以下針對這兩種方 式作進一步的闡述。

2.3.1 專利分析對技術發展的看法

技術發展週期可用專利統計資料變化來描述(劉尚志，2001)！其主要是透過專 利件數與專利權人數隨時間之消長，來觀察產業技術所處之技術生命週期階段，其 生命週期階段可分為四個部份：技術萌芽期、成長期、成熟期或是衰退期等。 下圖即為技術生命週期圖的型式，縱軸為專利件數；橫軸為專利權人數：

專利權人數 專利件數 導入期 成長期 成熟期 衰退期 圖 2-1：技術生命週期圖 (資料來源：劉尚志，2001) z 技術導入期(introduction stage)：廠商的投入意願低 ，因此專利的 申請件數與專利權人均較少。 z 技術成長期(growth stage)：此階段產業的技術可能有所突破，或 廠商對於市場的價值有新的認知，便會競相投入發展，專利的申請量與申 請人數會有加速上升的情形。 z 技術成熟期(mature stage)：此階段廠商投資於發展資源不再擴 張，由於市場飽合，或技術發展成熟，新加入者減少， 而有廠商投入此 市場的意願亦降低，因而專利申請件數與申請人數逐漸不再成長。 z 技術衰退期(declining stage)：該技術已沒落，或有其它技術可取 代，專利申請件數與申請人數逐漸減少。亦有工研院之專家提出此階段亦 可稱之為瓶頸期 ，此外，某項技術於 A 產業或許為衰退期，但卻有可能 為 B 產業之萌芽期。 早期由學者 Scherer（1965）證明企業在橫斷面的早期專利申請率和隨後的利 潤、銷售成長差異有正相關，但在專利申請率或申請量上和隨後的生產力成長的關 聯則沒有學者成功地證明出來(2001,陳契盈)；William Comanor ＆ Scherer（1969） 得到一個相當重要的發現，即專利申請數（而非核准數）和所有新產品（而不僅是 新進入者的數量）間有相當緊密的關聯。在一個產業的初期或是一個產品的市場是 由一家公司引進，初期新產品的產能小於市場需求，新產業成長所帶來的利潤機會 變得吸引人，使新的企業加入此產業中，而在這發展的階段，有著很大的不確定性，

實質上卻也存在著快速獲利的機會。此時先期進入者藉由專利的申請，排除未來可 能競爭者的加入。但是如此吸引人的初期獲利階段，並不會一直持續下去，通常會 吸引更多的廠商進入此產業之後，太多廠商的加入，使得產能超出市場需求，每家 廠商的獲利縮小，因此為能在市場上立足，廠商們必須決定是以低成本來領先對方， 或是以品質來取勝，經過競爭淘汰的結果，使得適者生存，因此最後達到穩定的狀 態。

2.3.2 技術預測對技術發展的看法

Porter et al. (1991)定義技術預測(technological forecasting)

為「著重於技術改變的預測活動」。因此技術預測者應將研究焦點置於技術在 功能上的變遷，或者創新的顯著性以及實現時間。至於預測的內容則包括技術 能力的成長、新舊技術的替代比率、技術擴散的情形、市場滲透的程度、以及 重大技術突破的時間及可能性。 Martino (1993)為技術預測所下的定義是「針對有用的機械、程式、或是技 巧的未來特徵所進行預測(prediction)」。具體而言，Martino 認為預測的內容 應包含要預測的技術、預測的時間、對技術特徵的描述、及機率的描述四個部 分。此定義較強調技術預測在實務上的應用，而非只侷限於瞭解科學上的知識。 至於Millett 與Honton (1991)定義技術預測是「思考有關未來的機械、實 體程序、以及應用科學之能力與應用的結果或程序，至於此結果或程序的表示 形式則可能是文字或數字」。此一定義則較為廣義，且突顯出預測結果亦能以 文字的形式表現。 表 2-2：Martino 對技術預測方法的分類 方法性質分類 預測方法 探索性方法 Exploratory Method 1. Dephi(德爾菲法) 2. Forecasting by Analogy(類推法) 3. Growth Curves(成長曲線法) 4. Trend Extrapolation(趨勢外插法) 5. Measures of technology(技術量測法) 6. Correlation Methods(相關法) 7. Causal Models(因果模式法) 8. Probabilistic Methods(機率模式法) 9. Environmental monitoring(環境監測法) 10. Combining Forecasts(合併預測法，含情境分 析法、交互衝擊法) 規範性方法 Normative Method 1. Relevance Trees(相關樹) 2. Morphological Models(形態法)

4. Goals(目標導向)

資料來源：Martino, J. P. (1993) Technological Forecasting for Decision Making, 3rd ed., New York: McGraw-Hill, Inc.

表 2-3：Poter 對技術預測方法的分類 類別 定義 可適用之預測方法 直接預測 直接預測衡量技術的參 數。 專家意見、德菲法、趨勢外插及成長曲線 等。 關連預測可慮該項技術和其他技 術或背景因素間的關係。 類推法、情境法等。 結構預測考慮因果關係對技術成 長的影響。 迴歸分析、相關樹、因果 分析及模擬模式等。

資料來源：陳潔如( 民88) 摘自Alan L. Potor (1991) , "Foreca-sting and Management of Technology"

2.4 評估專利技術品質

建構一專利品質的考核機制，不但能替企業提供有用的專利資訊，更能運用到 產業創新能量的評估。H.Jackson Knight 在他的書中提到如何判定一個專利的價值， 其中包含了專利的申請國家數，專利權利項的多寡以及專利公告後五年內被引證的 次數等，其中專利的申請國家數可得知該專利是否為該專利權人的核心專利，專利 權利項的多寡則可知專利的保護範圍是否寬廣，專利公告後五年內被引證的次數怎 能反應該專利的技術是否在產業中為核心技術。在探討過以往的文獻中可發現，若 要利用專利指標來反應目前的技術創新現況，所需考量的因素不但需包含以往的專 利申請趨勢，更應納入專利引證率、技術強度…等相關於「專利品質」的指標。專 利件數所代表的是技術研發與創新結果的能量，而專利中的專利引證數，可以用來 分析技術創新的知識源頭及反應技術的品質，亦即專利的重要程度。當一項專利被 當前專利引用為 Prior Art 的次數愈多，代表此前導技術對當前技術的影響愈大。本 研究在檢索出的專利群體中，分析主要的十個專利所屬國之間「相互引證」的情況， 藉此檢視整體國家的專利品質與分析各個國家技術學習來源。 • 專利件數(Number of Patent) 「 專 利 件 數 」 指 標 的 功 能 ： 主 要 用 來 評 估 一 家 公 司 的 技 術 能 力 (Technology Activity)。 但由於專利的分類有許多的準則，例如依技術別、產業別或是專利的屬性(發 明、新型及新式樣)。然而在計算專利件數的時後，系統並不會事先幫我們分門別類。 因此，在計算專利件數的時後，我們必需鎖定某一特定的技術分類，才能有效利用 所得的專利資訊反應出該公司的技術強度。

「專利件數」指標的定義即是：在某一特定時間內，一公司在某一專利分類中 所得的總專利件數。

• 現行衝擊指數(Current Impact Index)

「現行衝擊指數」指標的功能：引證率主要在反應公司專利的重要性，高引證 率的專利通常表示該專利是非常重要的發明，或是關乎未來技術的基礎研究。簡單 的說，引證率可以看出該專利對產業技術的衝擊。 「現行衝擊指數」指標的定義：引證率的計算主要是針對該公司近五年的專利 被其他專利所引證的次數，並與當年度所有專利的總引證次數作比較，藉此得到該 公司引證率的相對權重，利用該權重可以適當反應出該公司的專利品質。整體來說， 越高的引證率表示該專利屬於技術領先的技術或是基礎型的發明。 • 技術強度(Technology Strength) 「技術強度」指標的功能：其主要是反應出該專利組合的強度。 「技術強度」指標的定義：其計算的方法是將專利數(Number of Patents)×現行 衝擊指數(Current Impact Index)

• 技術生命週期(Technology Cycle Time)

「技術生命週期」指標的功能：其主要是反應出該公司發展技術的速度，例如 電子產業的技術發展就非常迅速，間接造成技術生命週期偏短，大約只有三至四年， 而傳統產業的技術生命週期就長達十五年左右。且藉由技術生命週期指標，可看出 公司未來發展的趨勢。 「技術生命週期」指標的定義：生命週期主要是從該公司所引證的專利年齡為 主，其計算方式是以所引證的專利年齡中位數為主。 • 科技關聯性(Science Linkage) 「科技關聯性」指標的功能：該指標主要反應出該公司專利在技術市場的技術 定位，便可從該指標評估公司的專利技術與科學研究的關係。越高的科技關聯性， 表示該公司的專利技術屬於領先型的技術。 「技術關聯性」指標的定義：該公司所擁有的專利平均被論文或研究報告所引 證的篇數。 • 科技強度(Science Strength) 「科技強度」指標的功能：該指標主要是反應出該公司運用多少科技資源來建 立該公司的專利組合。 「科技強度」指標的定義：專利的數目(Number of Patent)×科技關聯性

2.5 專利運用的技術策略

領先創新與發展核心技術能力被視為企業創造價值的最關鍵部分，因此技術策 略為經營策略規劃的核心。Leonard Berkowiz 強調如果要從專利組合獲取商業利 益，企業必須將技術策略結合專利策略（Berkowiz,1993），專利策略包含將企業的 核心技術建立完整的專利防護網，並依據產品市場擬定全球專利申請策略，並透過

專利搜尋探知競爭對手的技術策略。以下將作進一步的闡釋：

1.不同公司之技術競爭態勢與策略﹔半導體大廠英代爾(Intel)一向擅於採用領

先創新與架構競爭的策略，以專利保護來賺取豐厚的利潤，再以破壞性創新(destructive innovation)手段擺脫競爭者的模仿跟進。網路設備大廠思科(Cisco)積極投資於下一世代 技術發展，採取大量購併新興科技公司以取得所需要的新技術。電腦工作站大廠昇陽 (SUN)則以移轉大學研發成果作為前瞻性技術的主要來源，並採取積極的策略聯盟手段 與開放性的技術授權，來贏得工作站市場的領導地位。

2.技術成長之強弱對比﹔不論是對於企業研發創新方面之競爭力或整體技術能

力，專利指標無疑是一項透明化的量化評估方式。企業可利用專利指標，自我檢視創 新研發能力及研發投資成果等。由於專利資料可以公開取得，企業也可以利用專利指 標來評估其他公司，作為競合策略的參考。3.可能技術獲得或合資對象﹔ 掌握自主的核心技術能力，並靈活運用技術合作、技術授權、技術移轉、技術交 易、購併策略等手段，來提昇技術創新的效率與效能。

4.分辨有經濟效益之專利或專利組合﹔專利不僅被視為一種研發投資成果、產

出指標，專利可進一步為企業創造利潤，如專利授權、買賣等，因此專利本身便是一 種可交易的產品。專利指標則可作為評估專利價值的基礎。

5.可能之技術銷售對象﹔

利用專利分析找出與本身研發技術，具互補性或被取代性的相關專利所有權人， 以便從非競爭者中找出潛在的對象進行專利授權或銷售。

6.研發計劃及項目之評估（有效之研發資源分配）

從專利的技術分析中的技 術功效矩陣中，可找出技術開發的密集區與空乏區。對於技術成熟期的產品，應特別 注意研發計劃是否為專利密集區，若是則審慎評估迴避設計並適時申請本身專利，若 無法迴避則應考慮被授權或放棄該計劃；對於技術導入期或成長期的產品則可找專利 空乏區，提早建立專利保護網阻絕新的競爭者，同時亦應注意專利密集區，對於研發 計劃的方向做適度的修正，以免產品脫離市場主流。

2.6 專利分析指標的應用層級

專利分析指標依據應用範圍與對象的不同，其分析的專利內容亦有所不同，本研 究將作進一步闡述。

2.6.1 國家層級的分析指標

1.跨國際比較:主要分析內容為各國專利歷年總數，以及專利年增率，可評估專利強 權及技術的成通常為針對某長，此外區域性的比較也很重要，找尋跨國合作的商 機。 2.產業分析:通常是針對各所有權國家做 IPC、UPC 等技術性分析，在跨國比較後， 進一步評估各國的產業強項以及弱點，以作為國家產業升級參考。

2.6.2 產業層級的分析指標

1.技術的獨立性分析(The analysis of technological interdependence)

通常為針對某產業所用的相關技術專利做引證率分析，以評估該產業的技術是否 仰賴他人的關鍵性專利或核心技術，有助於投資者或後來加入者評估未來的發展 性與風險性。

2.專利與 R&D 的指標(Patent and R&D indicators)

通常是針對某產業所用的相關技術專利做 IPC、UPC 等技術性分析，可提供該產 業研發技術方向的參考，避免與專利強權正面衝突，而受到傷害。

3.專利與創新的指標(Patent and innovation indicators)

通常為針對某產業所用的相關技術專利做被引證率與科技關聯性分析，有助該產 業找出未來的技術主流，做為新產品開發的參考。

4.經濟績效的指標(Patents and indictors of economic performance

通常是針對某產業所用的相關技術專利做歷年專利數或成長率分析，若處於技術 發展成熟期，則必需考慮所用技術的經濟效益，作為該產業放棄或引進新技術的 依據。

2.6.3 企業層級的分析指標

1.專利與公司策略(Patents and firm’s industrial strategies)

通常分析競爭公司的專利群，有助評估其競爭優勢，可藉此訂定未來公司研發方 向。

2.專利申請與產業結構(Patenting and industrial structure)

研究各產業的關鍵性技術的專利群，若公司規模不大，宜採取守勢，僅需申請核 心技術專利，但需注意迴避設計。若公司規模不大宜採取攻勢，除申請核心技術 專利外，可進一步申請週邊的專利，以徹底阻絕新的競爭者， 此外經由技術分析，找出技術相近的競爭者，評估有無侵權的可能。 公司型態若以生產為主，則可考慮被授權的可能以增加產品的競爭力，若是以研 發為主，則必須建立自己的專利群，以確保技術優勢。

3.技術關聯性指標(Technology linkage indicators)

可用來分析各產業關鍵技術發展趨勢，評估公司的競爭優勢。 4.科技關聯性指標(Science linkage Indicators)

可用來評估新技術的獨立性，是否有可能成為新的替代性技術。 表 2-4：專利分析指標的應用層級 層級 指標 跨國際比較(Cross-country comparisons) 國家層級的分析指 標 各 國 在 不 同 產 業 所 申 請 的 專 利 (The sectoral

specialisation of countries in patenting)

技術的獨立性分析(The analysis of technological interdependence)

專利與 R&D 的指標(Patent and R&D indicators) 專 利 與 創 新 的 指 標 (Patent and innovation indicators)

產業層級的分析指 標

經濟績效的指標(Patents and indictors of economic performance

專 利 與 公 司 策 略 (Patents and firm’s industrial strategies)

專 利 申 請 與 產 業 結 構 (Patenting and industrial structure)

z 專利與公司的規模 z 專利申請與公司的型態

技術關聯性指標(Technology linkage indicators) 企業層級的分析指

標

科技關聯性指標(Science linkage Indicators)

第三章 快閃記憶體產業分析

3.1 記憶體產品簡介與應用

最早應用大量記憶體的為電腦產業，即使到目前為止，主要的資料儲存仍依賴 磁碟，而磁碟本身是由磁性物質以及機電結構所組成，其每一位元製造成本最低， 但是卻比較耗電，讀寫速度慢及所佔體積較大。由於半導體產業的興起，各類記憶 體應需求而被研發出來，主要可分為揮發性及非揮發性記憶體，其最大的差別便在 電源關閉後，非揮發性記憶體之記憶資料仍能持續被保存，同時亦能以通電(Flash) 的方式重複修改其內容。下圖中可看出高速存取的記憶體以揮發性為主，其每位元 成本也是隨著存取效能的提升而增加，目前揮發性記憶體被大量使用在電腦中央處 理器的暫存應用上，而非揮發性記憶體則因效能較差被應用在軟件或資料的儲存上。 下圖為各類記憶體的應用與結構，其中成本最高為 Filp-Flop 圖 3-1：記憶體的應用與結構 (Web-Feet research, Inc 2002)

下圖為各類記憶體的應用與需求位元數，其中需求位元數最多者為資料儲存。

圖 3-2：記憶體的應用與需求位元數 (Web-Feet research, Inc 2002) MEMORY LAYER

Registers L1 cacheL2 cacheWork memory

Mass storage TECHNOLOG Y Flip

Flop s SRAM SRAM NVM (code) DRAM (data) Magnetic/optic STORAGE PRINCIPL E _8T/cel l 6T/cel l 6T/cel l _1T1C/cell1T1E/cell ---MEMORY LAYER Register s L1 cache_{L2 cache} Work memoryMass storage TYPICAL SIZE ₂₅₆ Bytes256 kB 2 MB256 MB_{128 GB} SIZE RANGE 10^2 Bytes10^5 Bytes10^6 B Bytes 10^8 Bytes10^11 Bytes

下圖為各類記憶體的應用與市場需求，可以看出資料儲存與作業系統應用為市 場需求的大宗。

圖 3-3：記憶體的應用與效能 (Web-Feet research, Inc 2002)

非揮發性記憶體中，MASK ROM 只能寫入資料，不能修改，EPROM 需用紫外線才 能更改資料；EEPROM 則利用電壓改資料。快閃記憶體是一種非揮發性(non-volatile) 的記憶體，所謂的非揮發性，指在無外部電源供電時，也能夠保存資訊內容，這使 得裝置本身不需要浪費電力在資料的記憶上，再加上快閃記憶體也具備重複讀寫的 特性，這使得快閃記憶體特別適合使用在攜帶式的裝置上。正因 Flash 的特性兼具 可重覆修改及可保存性，其已逐漸取代其他非揮發性記憶體成為明日之星。Flash 的 技術亦有不同的分類，目前應用在一般 Flash 產品中較成熟的技術有 NOR、NAND、 AND、DiNOR、ACT 及 NROM 等技術，而應用在 SOC 產品中的嵌入式 Flash 則有 SuperFlash 與 GreenFlash 等技術。其中 NOR(低電壓、存取快、穩定性高)及 NAND(高 密度、低成本、大容量適用於儲存卡)的市佔率最高。 Mass storage Work memory L2 cache L1 cache Registers Code Cost Performance Data Volatile Non-volatile Magnetic Optic Semicon. Market size

3.2 快閃記憶體產業市場趨勢與競爭廠商分析

3.2.1 記憶體市場趨勢分析

根據 Web-Feet research ,Inc 2002 的分析，不論是 DRAM、SRAM 或 Flash 市場的 需求在 2001 年將落入谷底，但在 2002 年將開始復甦。2002~2004 需求將緩步成長， 然後在 2005 年將開始需求又開始下滑，在 2006 年將落入下一波谷底。綜觀 DRAM、 SRAM 以及 Flash 的市場需求趨勢，均隨著整體半導體產業的景氣循環而消長，不 過 Flash 的市場變化相對較為平緩，因此記憶體大廠逐漸的轉進 Flash 的研發。

圖 3-4：DRAM, SRAM, Flash 成長趨勢圖(Web-Feet research, Inc 2002) -100% -50% 0% 50% 100% 150% 200% 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002* 2003* 2004* 2005* 2006* 2007* Gr o w th %

若以 SRAM 及 Flash 相對於 DRAM 總營收比率的趨勢來看，SRAM 的營收除了在 2001 年有略為顯著的成長外，營收成長已經是趨於平緩，自 1999 到 2006 僅從 20+% 增為 30+% 。反觀 Flash 自 1999 到 2006 卻從 22% 增為 71%，可以看出自 2001 起 有大幅的成長，其營收逐步逼近 DRAM，有後來居上的趨勢。因此對記憶體產業而 言，Flash 已經儼然是明日之星，若能在研發技術上獲得突破，將可確保未來在記憶 體產業立於不敗之地。

圖 3-5：Flash 與 SRAM 相對於 DRAM 營收比率趨勢 (Web-Feet research, Inc 2002)

3.2.2 Flash 市場趨勢分析

Flash memory 的產品，可大致區分為 NAND 與 NOR 兩大類別，若以 Flash 整 體市場需來看，在 2002 年以後開始出現需求大於供給的情形，這主要的需求來自於 數位相機、行動電話及隨身碟等需要高容量 Flash 的 IA 產品熱賣所致。目前消費市 場對數位相機與 PC 用可攜式儲存裝置的需求強勁、超乎預期，雖造成快閃記憶體 缺貨。然而市場分析師也指出，消費者不樂見產品售價上漲，但快閃記憶體的缺貨， 也可望令電子業者暫時舒緩調降產品售價，以及開發新功能的壓力。 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002* 2003* 2004* 2005* 2006* 2007* % o f DRA M Re v e n u e Flash SRAM

圖 3-6：Flash 需求與供給趨勢 (Web-Feet research, Inc 2002)

進一步的分析 Flash 在市場上的應用範圍，大致可分為六類：

z Comm︰Communication 通訊如行動電話、無線電話(DECT) 、藍芽裝置、 數據機、Set Top Boxes、自動櫃員機、LAN 等﹔

z Cons：Consumer 消費性電子產品如數位相機、數位錄影機、MP3 隨身碟、 數位答錄機、電子字典、遊戲機、電子書等﹔

z CAP：Computer and Peripherals 電腦與週邊設備如個人電腦、筆記型電腦、 硬碟、DVD/VCD 播放機、傳真機、列表機等﹔ z Trans：Transportation 運輸如汽車、GPS 等﹔ z Ind：Industrial 工業應用如電子儀表、感測器、醫療器材等。 z Mil：Military 軍事用途如航空器、導航器、ID 卡等。 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 32M bit E quiv M unit s Demand Supply/Capacity

圖 3-7：Flash 應用市場營收趨勢 (Web-Feet research, Inc 2002)

由上圖中可以看出 Flash 在通訊上的需求最大、其次是消費性產品跟電腦產業。為 來通訊產業跟消費性產品的成長仍然很快，為迎合大量的需求各 Flash 供應商無不 卯足全勁投入研發生產。為更能看出各產業對 Flash 的需求，以下把 NOR 跟 NAND Flash 分開統計，更能看出 Flash 與應用產品的關係。 表 3-1：NAND/NOR Flash 營收與應用領域 0 5 ,0 0 0 1 0 ,0 0 0 1 5 ,0 0 0 2 0 ,0 0 0 2 5 ,0 0 0 1 9 9 9 2 0 0 0 2 0 0 1 2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 2 0 0 6 $ M illions C A P C o m m M il In d C o n s T ran s Flash Applications $M 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 COMMUNICATIONS NOR 2,390 6,835 4,962 4,803 5,810 6,493 7,720 8,790 NAND 69 31 122 441 781 1,319 2,092 2,500 COMMUNICATIONS - Total 2,458 6,866 5,085 5,244 6,591 7,813 9,813 11,290 CONSUMER NOR 12 20 16 17 23 26 35 42 NAND 408 957 373 739 1,388 2,283 3,435 4,543 CONSUMER - Total 420 977 389 756 1,411 2,309 3,470 4,585

COMPUTER & PERIPHERAL

NOR 645 1,329 962 946 1,243 1,660 1,848 1,954 NAND 78 238 47 78 217 327 408 501 COMPUTER - Total 722 1,567 1,009 1,024 1,460 1,987 2,255 2,455 TRANSPORTATION NOR 247 630 517 533 743 857 979 1,090 NAND 35 149 42 154 453 627 698 754 TRANSPORTATION - Total 282 778 559 687 1,196 1,484 1,677 1,844 INDUSTRIAL NOR 229 448 382 352 388 461 491 505 NAND 142 148 189 253 303 358 741 1,578 INDUSTRIAL - Total 371 596 571 605 690 819 1,232 2,083 GOVERNMENT NOR 26 54 95 112 142 175 173 184 NAND 282 485 222 111 157 223 298 342 GOVERNMENT - Total 308 539 317 223 299 399 470 526

(Web-Feet research, Inc 2002)

以目在 2004~2006 的預估來看，NAND 型 Flash 的總營收將快速逼近 NOR 型 Flash，NOR 型 Flash 在通訊產業上仍是最大的贏家，不過 NAND 型 Flash 卻也持續 擴大在消費性產品上的營收，同時也在通訊產業上攻城略地，值得注意的是具有數 位相機功能的手機在 2003 年開始大量出現，英國 ARC Group 調查報告指出，在手 機換購需求帶動下，2003 年全球可照相手機出貨量，將可望由 2002 年的 2,500 萬 支增為 5,500 萬支。全球手機出貨量中有 15％，將為可照相手機或為外接數位相機 （DSC）的手機。 此外，該市調機構預估，2005 年全球可照相手機出貨量將達 1.3 億支；2008 年隨 3G 手機普及，出貨量更上看 2.1 億支，其中，亞太仍可望成為最 大的可照相手機市場，因此 NAND 型 Flash 的營收將可望超越 NOR 型 Flash。

NOR 型 Flash 的需求與供給一直都是供給大於需求，而且自 2002 起差距更形擴大， 不過低成本及高密度的 NOR 型 Flash 技術陸續被開發出來，如 MirrorBit、ACT、 NROM、Strata 等，將可取代一部份 NAND 型的應用。

圖 3-8：NOR 型供給與需求趨勢 (Web-Feet research, Inc 2002)

反觀 NAND 型 Flash 的需求與供給一直都是需求大於供給，而且自 2002 起差距更 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 3 2 M b it E q ui v M uni ts Demand Supply/Capacity

形擴大 。

圖 3-9：NOR 型供給與需求趨勢 (Web-Feet research, Inc 2002)

Flash memory 的另一類應用為 combo:NOR Flash + SRAM，將兩種記憶體封裝 在同一個包裝中，被廣汎應用在手機等需要輕薄短小的體積上，不過此類產品的需 求成長有限，即使加上標準 NOR 型 Flash 的營收在未來仍不敵 NAND 型 Flash。市 調機構 iSuppli 表示，快閃記憶體為所有半導體產品中，成長速度最快的一群，估計 2003 年 Flash 市場規模將大幅成長 40％，達 110 億美元以上，其中 NAND 型晶片 需求大量浮現，將使其在 2006 年擠下 NOR Flash，成為 Flash 市場大宗。現階段 NOR 型晶片仍為 Flash 市場大宗，不過以銷售成長速度來看，則以 NAND 型較為驚人， 推論 2003 年 NAND Flash 市場規模將較前一年大幅成長達 72.5％，至 38 億美元， 2006 年 NAND Flash 市場規模將進一步擴大至 115 億美元，超越 NOR 型產品，成 為 Flash 市場最主要銷售來源。 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 3 2 M b it E q ui v M uni ts Demand Supply/Capacity

圖 3-10：NOR、NAND、Combo Flash 營收趨勢 (Web-Feet research, Inc 2002)

3.2.3 快閃記憶體產業競爭廠商分析

1. 全球 NAND Flash 廠商發展狀況

NAND Flash 的市場潛力，減緩了 Flash Memory 的價格下滑對市場造成的衝 擊，同時也改寫 Flash 市場總排名。NAND Flash 需求暴增主要為 Flash 記憶卡、USB 隨身碟、數位相機、行動電話、數位電視機轉換盒、DVD 播放器、電視遊樂器等通 訊及消費性產品需求攀升所致。到 2003 第三季為止，Flash 平均售價止跌，較前一 季上漲 9.2％至 4.69 美元，乃因 NAND Flash 銷售暢旺所賜。在 Flash 市場排名上，

2003 年第三季三星（Samsung）終於擠下半導體業龍頭英特爾（Intel），成為 Flash

市場新霸主，目前 NAND Flash 市場前 4 大供應商依序為三星、東芝（Toshiba）、瑞

薩（Renesas）與 SanDisk。 表 3-2：2004 Q3 NAND Flash 市場排名 排名 廠商 銷售額（億美元） 市佔率 季增率 1 Samsung 6.4 55.60% 72.00% 2 Toshiba 4.2 36.50% 82% 3 Renesas 0.67 5.80% 34% 4 SandDisk 0.23 2.00% 53% (iSuppli、電子時報 2003/12) 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 $ M ill ion s

2003 年第四季 Infineon 和 STMicro+Hynix 計劃跨入 NAND Flash 市場，預計在 2004 年下半年發揮影響力，NAND Flash 市場兢爭將趨白熱化。 表 3-3：2004 NAND Flash 主要競爭廠商 廠 商 特 色 製 程 技 術 產 品 容 量 可 轉 換 D R A M 龐 大 產 能 2 0 0 3 / Q 4 : 9 0 n m 2 0 0 3 : 4 G b S a m s u n g 具 成 本 優 勢 2 0 0 4 / 2 H : 7 0 n m T o s h i b a M L C 及 M C P 技 術 強 2 0 0 3 / Q 4 : 0 . 1 3 u m a n d 具 專 利 優 勢 2 0 0 4 : 9 0 n m 2 0 0 3 : 4 G b S a n D i s k 2 0 0 5 : 7 0 n m 擁 有 A G - A N D 技 術 A G - A N D : 2 0 0 3 / Q 3 : 0 . 1 3 u m A G - A N D : R e n e s a s 寫 入 速 度 較 N A N D 快 2 . 5 倍 2 0 0 4 : 9 0 n m 2 0 0 3 : 1 G b A N D : 2 0 0 4 : 2 ~ 4 G b 免 付 權 利 金 2 0 0 3 / Q 3 : 0 . 1 8 u m 採 用 S a i f u n 授 權 N R O M 技 術 2 0 0 3 / Q 4 : 0 . 1 7 u m 2 0 0 3 : 5 1 2 M b I n f i n e o n 低 成 本 優 勢 2 0 0 4 : 0 . 1 2 u m 2 0 0 4 / Q 1 : 1 G b 可 轉 換 D R A M 產 能 2 0 0 4 / Q 4 : 2 G b S T M i c r o 2 0 0 3 / Q 4 : 0 . 1 2 u m 2 0 0 3 / Q 4 : 5 1 2 M b a n d 可 轉 換 D R A M 產 能 H y n i x 2 0 0 4 : 9 0 n m 2 0 0 4 : 2 G b (資料來源: 拓樸產業研究所 2003/11) 其中 Renesas Technology 是於 2003 年四月成立，由日立製作所與三菱電機合併 旗下半導體事業組成。Renesas Technology 的 2002 年營收為 83 億美元。旗下分為微 控制器、系統單晶片、系統封裝晶片模組(SiP)等三大事業體，目標為成為全球最大 微控制器與系統封裝晶片模組廠商。 2. 全球 NOR Flash 廠商發展狀況

NOR 型 Flash 產品是目前 Flash Memory 的主流產品，在整體 Flash 市場佔有率 超過 70%，主要用於手機產品上，目前的供應量雖逐漸吃緊，但仍不至於出現缺貨 的現象。主要供應商英特爾（Intel）與超微（AMD）也表示目前市場需求雖然強勁， 惟售價仍將持穩。

在 2002 年 INTEL 仍在 NOR 型中仍獨佔鰲頭，但由 AMD 與 Fujitsu 合資成立 的新興快閃記憶體公司 FASL，以「Spansion」做為其全球產品行銷品牌，在結合 AMD 與 Fujitsu 的快閃記憶體事業部門後，在研發、行銷及製造上，將更具競爭力。 這可從 2002 年 Flash 的全球市佔率中看出來，兩者已非常接近。

表 3-4：2002 Flash Memory 全球市佔率 排名 公司 市佔率 1 Intel 25.50% 2 Spansion *18% 3 Samsung 12.50% 4 Sharp 8.30% 5 Toshiba 7.70% 6 STMicro 7.60% 7 Others 20.40% *: AMD 9.1%；Fujitsu 8.9% (Webfeet Research,2003)

在 2003 3Q，前文中提及 Samsung 已在 Flash 全球市佔率上超越 Intel，若僅看 NOR 型 Flash 全球市佔率，Spansion 亦首度超越 Intel。

表 3-5：2003 Q3 NOR Flash 市佔率 排名 公司 產值(百萬美元) 市佔率(%) 前一季市佔率變動(%) 佔全部Flash出貨率(%) 1 Spansion 424 22.40% 3.20% 100% 2 Intel 416 22.00% -4.40% 100% 3 Sharp 296 15.60% 29.30% 100% 4 STMicro 199 10.50% 22.10% 100% 5 Renesas 120 6.30% -7.70% 64.20% 6 Toshiba 112 6.00% 12.80% 21% 7 SST 64 3.40% 14.30% 100% 8 Macronix 64 3.40% 4.90% 100% 9 NEC 49 2.60% 28.90% 100% 10 Samsung 40 2.10% 166.70% 5.90% 11 Atmel 37 2.00% 164.30% 100% 12 Micron 18 1.00% 80% 100% 13 Sanyo 13 0.70% 18.20% 100% 14 Windbond 12 0.60% 33.30% 100% 15 Hynix 5 0.30% 25% 100% (iSuppli , 2003) 若進一步分析 2003 Q3 的整體 Flash 的市佔率，Intel 將退到第四，前五大中只 有 Intel 及 Spansion(FASL LLC)目前僅生產 NOR 型 Flash，但這兩家公司都在 2004 年 底推出高容量 NOR 型 Flash，Spansion 在 2003 年底推出目前最高容量 512Mb 的 NOR 型 Flash，其 MirrorBit 技術具低成本優勢，預計在 2004 年製程將由 0.13um 切入 0.11um。而 Intel 則在 2003Q4 推出 1Gb Flash，其 StrataFlash 技術同樣具低成本優勢。 這些高容量 NOR 型 Flash，與市面上東芝、三星等所量產的 NAND Flash 規格全然 不同，因此可避開 NAND Flash 相關 IP 侵權的困擾，同時就目前 NOR Flash 規格進 行修改，使其成為真正用於儲存資料的 Flash 晶片。不過 Samsung 亦積極切入 NOR

Flash 市場，因應客戶對結合 DRAM、靜態隨機存取記憶體（SRAM）、NOR/NAND

品發展腳步。

表 3-6：2003 Q3 全球 Flash 市佔率

排名 公司 Flash總產值(百萬美元) NOR Flash出貨率 NAND Flash出貨率

1 Samsung 678 5.90% 94.10% 2 Toshiba 533 21% 79% 3 Spansion 424 100% 0% 4 Intel 416 100% 0% 5 Renesas 187 64.20% 35.80% (iSuppli , 2003 ,本研究整理)

表 3-7：Intel & Spansion 高容量 NOR Flash 技術

廠商 特色 製程技術 產品容量 採用StrataFlash技術 2003 : 0.13um 2004/Q1 : 1Gb Intel 12吋廠先進製成具成本優勢 採用MirrorBit技術 2003 : 0.13um 2004/1Q : 512Mb Spansion 具低成本優勢 2004 : 0.11um (本研究整理) 3. 台灣 Flash 廠商發展狀況 2003 年在數位相機、隨身碟、手機等需要高容量記憶體的可攜式產品熱賣下，FLASH 在全球記憶體呈現供不應求缺貨的現象，台灣廠商也開始著墨在 FLASH 領域，可 預見的是台廠的 FLASH 版圖將有大變動。動作最積極的廠商當屬力晶，由於 DRAM 產品的價格與需求起伏較大，而且市場的需求成長不如 Flash，因此力晶預計將轉移 三分之一的 12 吋廠產能作為 FLASH 產品線，而且雙管齊下朝 NAND 和 NOR 型 FLASH 同時進軍，同時也將是台灣唯一生產 NAND FLASH 廠商，其 NAND Flash 是技轉瑞薩(Renesas)的 AG-AND FLASH 技術，明年中量產 1G 產品，在 NOR Flash 方面，已與 SST 合作開發第三代 SUPER FLASH，也是可支援 NAND Flash 的儲存 功能，與旺宏的 N-bit 技術相似，力晶的最大優勢為第一座 12 吋廠已在 2003 開始 運作，而第二座 12 吋廠也預計在 2005 年 3Q 開始量產，因此生產成本將極具優勢。

台灣第一家自行研發生產 FLASH 的旺宏，除了以本身開發 0.18um PAC-AND 的 NOR 型 Flash 技術生產低容量 Flash 外，也分別和瑞薩(Renesas)及以色列半導體 廠 Saifun 合作，採用 DINOR 和 N-bit Flash 2 種技術，挺進高容量 128MbFlash，旺 宏的優勢在豐富的設計及製程開發經驗，但卻無 12 吋廠的開發計劃及生產經驗，同 時在 N-bit 的 0.15um 及 0.13um 部份仍以自行研發為主，因此量產時程較為落後。 華邦在 NOR Flash 技術上也是兵分兩路，區分為低容量 WIN STACK Flash 和高 容量的 ACT1 Flash。低容量的 WIN STACK Flash 技術為華邦自行開發，現有產品 為 4M～16Mb，目前有小量生產 32Mb，且部分產品已採 0.13 微米製程生產。在 ACT1

FLASH 方面，是技轉自夏普（SHARP），華邦表示，預計明年第二季會推出 128Mb

產品，華邦的優勢與旺宏一樣，在豐富的設計及製程開發經驗，缺點也是無 12 吋廠， 不過第一座 12 吋廠預計 2004 年中動工。