如何透过技术联盟与专利组合攻略汽车芯片市场

以色列车用半导体大厂ValensSemiconductor Ltd.(以下简称Valens)成立于2006年，专注于多媒体影音传输技术与系统整合，其目标是简化高速有线连接。最初，该公司专注于视听市场，在该领域取得了自己的HDBaseT专利技术，使音频和视频、以太网、控制器、USB和电力通过一条线缆完成传输，在传输距离与速度上均更胜主流的HDMI影音连接技术。
Valens在2015年成立汽车部门，专门为汽车提供最先进的音频/视频芯片组技术，Valens也藉此技术吸引许多车用半导体大厂合作，并建立标准联盟。

以HDBaseT技术开创联盟 吸引大厂加入
HDBaseT技术是一种新的影像和数据传输标准，可能将迅速取代HDMI。该技术仅使用一条长距离网线(通用电缆)，即能将无压缩的超高清音视频、音频、以太网、控制讯号、USB和电源等信号集中在一起完成传输，这样的优质特性让HDBaseT技术当前在消费、汽车、工业等市场的应用越来越广泛。
Valens既是HDBaseT技术的发明者，也是HDBaseT联盟的创办人。HDBaseT技术联盟系于2010年由Valens与LG、Samsung和Sony等科技巨头共同创立(图1)，该联盟致力于推动HDBaseT技术标准成为高解析数字传输的全球标准，目前联盟成员超过200家企业。


图一 : HDBaseT联盟发起人

Valens凭借HDBaseT技术开创 MIPI A-PHY 车内半导体连接联盟(图2)，吸引许多车用半导体大厂合作，例如吸引重量级影像传感器大厂Sony和豪威科技(OmniVision)以及自驾车新创Mobileye的加入。
Valens成立汽车部门后，于2016年11月宣布与车用半导体市场具领先地位的意法半导体(ST)合作，开发下一代连网汽车的HDBaseT Automotive芯片。这项技术优化了车载信息网络之性能，透过低成本基础建设高速传输信息娱乐、道路安全和汽车控制等相关信息，其传输速度高达6Gbps，具高可靠性、高吞吐量，且几乎无传输延迟的优点，可谓HDBaseT Automotive技术是在车用半导体市场中实现智慧驾驶的最佳利器。

抢先推出符合MIPI A-PHY联盟标准芯片组
随着汽车整合越来越多的传感器，因此不受电磁干扰、数据丢失和延迟影响的高速影片联机变得越来越重要。2021年4月，以色列半导体公司Valens宣布成功完成设计首个符合MIPI A-PHY联盟标准的芯片组(VA70XX)，可实现长距离、超高速汽车影片联机。
该芯片组系列包括VA7031序列器以及VA7044和VA7042解串器，其优势除链接速度可高达8Gbps，此外还具有很高的抗电磁干扰能力，其数据报错误率可低至10-19，相当于每10000辆汽车才会出现一个数据包错误。透过产业联机标准和布线基础架构降低线束成本，因此可降低总系统成本。目前VA70XX芯片组的工程样品将于2021年10月生产，预计明年量产。

克服电磁干扰、可靠性和安全性等技术难点
汽车是一个非常复杂的系统环境，车内有大量繁杂的线缆、连接器和设备导致高的电磁干扰，同时车载高速传输数据的高可靠性和安全性也是必须解决的问题，但Valens都一一解决了。
Valens目前主要的汽车芯片组，包括千兆以太网、USB、PCIe3.0及MIPI视频，具有很高的抗电磁干扰能力，同时可提供高可靠性的车载互联长达15m距离。总体来讲，Valens汽车芯片有一个可配置的物理层(PHY)，可以在UTP(非屏蔽双绞线)上同时实时地传输多种数据和控制信号，以减少整车走线线束和重量，提升传输可靠性并降低总体成本。
另外在安全性方面，例如Valens的VA6080芯片组已于2019年通过了ISO 26262 ASIL-B各项汽车半导体功能安全标准的认证。

Valens专利布局分析
专利申请国别/地区占比
Valens的专利组合(patent portfolio)中，共25个专利家族(或称25案)，合计135件专利。其中包含美国专利92件，中国10件，欧洲、日本、韩国各7件，以及利用专利合作条约(PCT)提出国际申请的PCT专利(或称WO专利)12件。Valens在全球专利布局之申请国别/地区(Application Country/Region)占比如图3。



图二 : Valens在全球专利布局之申请国别/地区占比圆饼图。(source:作者绘制)

历年专利申请趋势
Valens的专利组合(patent portfolio)中，观察其历年来专利申请趋势(图5)，自2007年起申请一种透过同一电缆线传输数字视频和数据的有线通讯链路专利(美国专利号US8565337B2) ，即符合HDBaseT概念系使用一条通用电缆即能将无压缩的超高清音视频、音频、以太网、控制讯号、USB和电源等信号集中在一起完成传输；该专利家族庞大，以延续申请机制绵密布局37件美国专利，优质专利组合对欲切入同领域的竞争者影响甚高。历年申请趋势分别在2014年申请20件和2016年申请25件专利达到高峰，近几年下降的部分原因为专利尚未公开所致。




图三 : Valens Semiconductor历年专利申请趋势图。(source:作者绘制)

专利申请策略
Valens的专利组合(patent portfolio)共25个专利家族(INPADOC Family)。在其25个专利家族中，发现许多专利家族皆透过延续申请的机制，例如先后以美国专利延续案(Continuing Application)的方式提出申请，包括连续案(Continuation Application，简称CA)、分割案(Divisional Application，简称DA)、部分延续案(Continuation-in-part，简称CIP)等延续案申请方式主张不同的专利技术特征，构成绵密的专利网络，以使整体专利保护效果达到优化，降低竞争产品成功侵权回避的风险。显示该公司灵活运用美国专利延续案的申请机制以丰富其专利网络，让该领域竞争者易落入侵权范围且难以回避，藉此提高市场进入门坎，有效阻碍竞争者进入市场。

专利技术分布
将135件Valens的专利组合(patent portfolio)以鱼骨图呈现其专利技术分布(图5)，发现Valens的专利技术大致可区分为数据传输系统(Data Transmission Systems)、音频/视频记录和系统(Audio/Visual Recording and Systems)、计算与控制(Computing and Control)、广播、无线电和线路传输系统(Broadcasting Radio and Line Transmission Systems)、半导体和电子电路(Semiconductors and Electronic Circuitry)等五大类。其中，以『透过多样性、重复/返回(By diversity, repeating or returning)或使用代码(using codes)等方式进行检测或防止受信信息内的差错』的技术分布最多，其次为涉及整形网络(Shaping Networks)相关的技术。



图四 : 以鱼骨分支呈现Valens专利技术的分布。(source:作者绘制)

专利被引证指标
通常专利被引证(Referenced by)数值愈大，表示该专利原创性较高，其可再利用性的可能性较高，也较具有潜在的经济价值。在Valens的专利组合(patent portfolio)中，发现涉及一种用于时效性网络的方法和系统(Methods and systems for time sensitive networks)的美国专利号US9331962B2，其专利被引证的次数最高(95次)，包括芯片开发商Kando Bus，以及Intel、NEC等国际大厂都引用该基础专利再创新发明。在Valens的专利组合(patent portfolio)中，专利被引证次数高的专利家族也都具有绵密的专利保护网络，有效阻碍竞争者进入市场，堪称优质专利组合。

结语与观察
以下是笔者对Valens专利组合的观察：

1.灵活运用专利申请策略、建立绵密专利保护网：
有价值的专利布局战略通常是以多个角度去界定一个技术或产品，从而建立绵密且完整的专利保护网。在专利申请策略方面，Valens不仅利用专利合作条约(Patent Cooperation Treaty，PCT)之国际申请制度，并且灵活地利用美国专利延续案(Continuing application)的申请机制，扩大和丰富其专利网络，创建高质量的专利组合。Valens这样的专利申请布局策略，可以提高专利或专利组合(patent portfolio)的价值，从而提高专利授权金或买卖金额。Valens在专利的布局上，给予优质的评等。

2.布局首重美国是睿智之举：
美国是科技研发的强国和主要市场，世界级的科技厂商在专利的争议上仍多以美国为主要诉讼战场。Valens为以色列车用半导体芯片制造商，专利申请国别首重美国(占68%)乃明智之举。

3. HDBaseT专利家族庞大、提高进入门坎：
Valens是HDBaseT技术发明者，2007年将此技术申请专利保护其知识产权，即透过同一线路传输数字视频和数据的有线通讯链路(美国专利号US8565337B2)；该专利家族庞大，以美国专利延续案申请机制绵密布局专利网络，同领域的竞争者欲切入该市场难度甚高。

4.专利被引证率高、具潜在经济价值：
在Valens的专利组合(patent portfolio)中，专利被引证次数高达数十次的很多，表示该些专利的原创性高，其可再利用性的可能性也较高，也较具有潜在的经济价值，从而并被国际大厂引用进而再创新发明。这些专利家族也都具有绵密的专利保护网络，有效阻碍竞争者进入市场，堪称优质专利组合。

(作者约舒亚，为科技产业技术与市场专利的资深研究人员，熟稔技术转移与相关法律知识，曾任职于光电领域，担任智财权的分析与管理)