高带宽存储器（HBM）具备实现大容量和高传输速率特性，是支撑人工智能发展的重要技术之一。笔者聚焦HBM关键技术分支，同时分析研究HBM标准相关专利，梳理侵权风险点、可行的替代路径、标准专利布局策略、下一代标准技术预测，以期助力企业掌握标准制定话语权。
专利申请整体态势
人工智能迅猛发展使得HBM迎来二次快速增长，美、韩技术具有一定优势，例如美国提前布局欧洲。中国虽起步较晚但发展较快，应重视欧洲、日本等市场的专利布局。
国外行业巨头的技术垄断呈现设计与制造一体化（IDM）模式，也就是在器件制程、集成封装、I/O（输入/输出）接口方面都实力强劲；国内企业暂无IDM实力，高校、科研院所针对性研发欠缺；三星等知名企业的优异市占比得益于产学协力，国内需加强产学研联合以及产业链联合。
关键技术分支分析
2D DRAM（平面动态随机存储器）技术进入二次发展期，韩、美领先优势明显。3D DRAM专利申请量从2018年开始逐年上涨，是存储厂商迫切想突破光刻极限的新路径，中、美、韩均在积极布局，国内外差距较小，中国主要集中在本国布局。
随着尺寸缩放难度的增大，2D DRAM晶体管、电容器逐渐成熟，未产业化的技术空白点较少。短期内，Finfet（鳍式场效应晶体管）、高k介质材料（高介电常数材料）仍是目前主流结构和材料，应及时跟随。垂直沟道晶体管、沟道掺杂来解决GIDL（栅诱导漏极泄漏电流）、主体与浮体连接抑制浮体效应是4F 2 DRAM的关键技术，应聚焦实现外围的突破。
在3D DRAM方面，对于有电容3D DRAM，目前国内外差距较小。三星提出的基础结构产业化前景明确，其他企业尚未形成固定路线；国内在IG-ZO（铟镓锌氧化物）沟道材料以及超弦结构上有技术实力，中期可以聚焦于此继续发力，推动国内产业化。
在无电容3D DRAM方面，国内外技术路线各不相同，国内申请人关注2T0C（两个晶体管无电容）、3T0C（三个晶体管无电容），国外申请人利用浮体效应实现无电容3D DRAM，研究活跃度高，但布局尚未完成。中期可以聚焦2T0C、3T0C、浮体晶体管加强布局。长期来看，国外初创公司NEO半导体公司均有浮体基础专利，技术实力较强。
集成封装作为实现HBM（高带宽存储器）的关键技术，专利申请量在2006年后逐步增长。美、韩具备先发优势，掌握基础核心专利，中国起步虽晚但发展较快。TSV（硅通孔）在HBM封装成本中占30%，成本占比最高，为最核心的工艺，申请量占比高于键合。中国企业创新能力需进一步提升。
在TSV方面，短期紧跟电学性能解决，围绕通孔制造、填充信号干扰技术创新；中期转向功率TSV和信号TSV进行单独设计，以保证集成度，同步改善TSV热学性能；长期来看，寻求硅光子技术与TSV结合的产业化。
在键合方面，短期聚焦热压非导电薄膜、散热等。中期聚焦混合键合焊盘结构、工艺改进提高良率和可靠性。长期Xperi（艾克斯珀）公司拥有基础技术，与行业龙头均有合作，国内HBM企业可以积极寻求合作；中芯国际、长江存储用有混合键合成熟技术，可以联合开发。
高带宽存储器的I/O接口技术在全球范围的专利申请量快速增长，其技术主要来源于美、韩，二者在I/O接口上具有强大的技术研发实力，并在全球多个国家或地区均有不同程度的专利布局。我国企业技术研发处于起步阶段。
行业巨头主导I/O方面相关标准发展，国内整体实力较弱。短期来看，性能测试类和可靠性保障类中的外围电路搭配或组合准入门槛较低，入门级企业可加强布局；长鑫等可以考虑在占空比监测和校正方面加强技术积累。中期聚焦可靠性保证技术的内部电路结构，性能提升类外围布局。长期强化性能提升类布局质量。
HBM标准相关专利分析
HBM目前在国内处于初步阶段，需要寻求突破，高校、科研院所几乎无参与，企业对于标准相关专利布局意识不强。
通过分析HBM1—3七个版本标准文件可知，HBM1&2标准相关专利侵权高风险点包括伪通道模式、模式寄存器与IEEE 1500测试结构等；HBM3标准相关专利侵权高风险点包括刷新管理、片上ECC（错误检测和纠正）和占空比调节器（DCA）及占空比监视器（DCM），应提前防范相关专利侵权风险。
HBM标准相关专利的布局，近年来成为领域内龙头企业的竞争焦点。韩、美公司在2010年便开始重视相关专利申请，国内创新主体起步较晚。SK海力士2010年起开始布局HBM1性能提升类高相关专利，充分转化为市场占有率。三星2020年后积极布局HBM3性能提升类高相关专利，市场占有率相应提升，与SK海力士竞争激烈。
梳理HBM1—3标准技术演进可知，在现有标准技术方面，分布式架构、IEEE 1838测试架构等是可能的技术发展方向。可能被纳入标准的技术包括：内置自测试（BIST）电路等6个方面，要注意提前布局专利和防范知识产权风险。
HBM领域内的合作与竞争
HBM领域近年来诉讼频发，90%案件诉讼地在美国，近年来聚焦点是I/O，2021年至2022年涉及I/O诉讼达10件，而I/O涉及标准，且由于其经济价值高容易被NPE（非专利实施主体）购买并用来维权。
笔者选择HBM领域较为典型的两个案例进行诉讼过程分析。从案件发起原因来看，Netlist（莱特力斯）与三星案件是由于订单供应问题导致包含许可协议的整个协议失效。因此，签订交叉许可协议尽量与联合开发协议或供应协议分开签订，避免协议之间相互受影响。TBT（NPE）与三星案件是由于三星与NPE签订的协议中没有约束不起诉协议是否针对子公司，在与NPE签署不起诉约定时，应注意约束NPE的所有子公司。
从诉讼过程来看，Netlist与三星案件，三星在诉讼过程采用RAND（合理、无歧视）原则抗辩降低赔偿额，还联合美光发起多方复审，该案件目前专利权被宣告无效。国内企业在涉标案件应诉时应充分了解标准制定原则，采用RAND原则或发明人参与标准制定等抗辩降低赔偿额，另外企业之间可建议应诉联盟，联合发起无效或多方复审。TBT与三星案件中，三星在收到侵权通知时利用先诉原则，把案件转移到不是对NPE友好的法院审理，目前相关案件已和解。美国有对NPE友好的法院，国内创新主体应了解诉讼国家司法特点，可使用先诉原则将NPE诉讼至其他法院，占据主动权。
结论建议
一是政产学研聚力加快突破“卡脖子”技术。加强政策引领，制定研究针对HBM可替代技术的政策，设立基础学科与专项课题项目，加强高校、科研院所研发投入。国内创新主体应相互协同，弥补IDM弱势，加强国内重点企业和科研机构分工合作。在实现技术攻关的同时，通过布局性能提升类专利，参与标准制定，提升国际竞争力。
二是根据分级分类体系实现“卡脖子”技术跟随、突破、积累。例如在2D DRAM方面聚焦Finfet、高k介质材料并实现跟随，在3D DRAM 2T0C、3T0C等方面实现突破，长期来看通过人才培养实现与技术初创公司的合作，实现无电容3D DRAM和混合键合技术优势的积累。
三是多措并举强化知识产权保护。对于跟随类技术采用回避式布局策略，突破类技术采用地毯式保护方式，积累类技术采用核心与外围组合式。HBM标准存在侵权高风险点，应加强防范。在合作时，应避免许可协议或NPE合同中的陷阱。在涉标案件应诉时，应灵活应用RAND原则抗辩、避开NPE友好法院等，同时可通过行业协会进行联盟发起无效，提升应诉实力。
（国家知识产权局专利分析普及推广项目高带宽存储器课题组）
（编辑：刘珊）
