https://powerelectronicsworld.net/article/112638/Next-gen_power_modules_IP_report
Thursday 28th January 2021
### 概覽
過去十年來，電動車/混合動力車（EV/HEV）應用推動了電力電子封裝創新，並為模組製造商創造了新的解決方案，特別是在進一步縮小尺寸、更高功率密度、更高可靠性和更低成本/更高製造能力方面。此外，汽車OEM廠商要求高度標準化的功率模組，而大多數模組製造商則專注於專有模組設計，以提供更多差異化的附加價值。在此背景下，汽車OEM廠商和Tier-1供應商預計將在功率模組領域變得越來越有影響力。
此外，EV/HEV應用也推動了新型寬能隙（WBG）半導體技術的採用，特別是SiC-MOSFET，其商業可用性不斷增加。然而，要充分利用功率SiC技術，關鍵是要在SiC模組中實現高溫操作（200-300°C），例如通過新型封裝材料，以及通過最小化寄生電感實現高速操作。
因此，過去十年來，功率模組設計和封裝方面的創新非常多，導致專利出版量非常高。
在此背景下，Knowmade公司於2021年1月28日發布了一份新的《下一代功率模組專利景觀報告》，涵蓋了寬能隙（WBG）功率模組和針對下一代功率模組（散熱、熱機械問題、寄生信號管理、模組小型化等）關鍵挑戰的通用/IGBT功率模組，特別是來自EV/HEV高需求的挑戰。
Knowmade的分析師選擇並分析了300多個不同組織提交的超過7000項發明。該報告從專利角度全面分析了下一代功率模組的競爭和技術發展，重點關注EV/HEV模組和SiC功率模組，這些模組在設計和封裝層面推動了創新。
- 專利申請、公司、國家和技術的IP動態和主要趨勢是什麼？
- 誰是IP領導者、最活躍的玩家和新來者？
- 目前有哪些新玩家或公司處於雷達下？
- 領先公司和新來者在下一代功率模組方面遵循哪些戰略和技術路徑？
- 專利中披露的最新封裝技術和材料是什麼？
Knowmade的技術和專利分析師Rémi Comyn博士表示：“IP競爭正在變得越來越全球化，模組製造商逐漸被來自EV/HEV供應鏈的競爭對手加入。” 自2010年以來，歐洲（英飛凌、賽米控）和日本（三菱電機、富士電機、日立）的頂級模組製造商一直非常活躍，以保持其在功率模組專利景觀中的領導地位。“有趣的是，主要的外國模組製造商通過提交越來越多的歐洲專利申請，與他們在歐洲的對手競爭。” 某些汽車OEM廠商（豐田汽車、現代汽車）和Tier-1供應商（電裝、博世）現在是知名的專利受讓人。此外，來自EV/HEV供應鏈的幾個著名玩家也加入了IP競爭：半導體製造商（Cree/Wolfspeed）、OEM廠商（福特、比亞迪）和Tier-1供應商（法雷奧、大陸集團、ZF）。
對於EV/HEV應用，困難的挑戰導致了模組製造商/汽車Tier-1供應商和汽車OEM廠商之間的幾個IP合作（現代汽車/英飛凌、ABB/奧迪、豐田汽車/電裝、法雷奧/西門子等）。在中國，主要模組製造商（中國中車、Macmic、斯達半導體）截至2020年的專利活動適中，而新IP玩家（CETC）則有所增加。
WBG功率模組專利景觀由領先的SiC MOSFET IP玩家主導。Rémi Comyn博士指出：“功率模組專利景觀中的眾多IP玩家已經建立了與SiC MOSFET技術相關的顯著專利組合，特別是針對汽車應用的溝槽MOSFET技術（羅姆、英飛凌、富士電機、豐田汽車等）。因此，他們現在開發自己的全SiC功率模組技術。” “除了Cree/Wolfspeed從APEI的收購開始專門為SiC功率模組提交專利外，大多數玩家已經在功率模組技術中占有一席之地。”
Knowmade的分析師預計，未來五年內，SiC功率模組的專利數量將繼續增長，因為許多模組製造商（在芯片和模組層面）仍在進行開發。根據目前的細分，IP玩家如日立、三菱電機和豐田汽車也在開發關鍵技術（減少寄生電感、銀和銅燒結、TLP用於芯片附著）以應對WBG相關挑戰。最近，Knowmade已經識別出幾個新進入WBG功率模組專利景觀的玩家，包括奧迪、安森美半導體、丹佛斯和新電元工業。
報告中有一部分專門深入分析了40位領先玩家的IP組合。Knowmade的IP分析師提供了組合概覽（IP動態、可執行性、受保護國家、技術、技術挑戰、應用等），突出與WBG、EV/HEV和相關挑戰相關的新產品和技術發展的顯著專利，並審查了最新的專利發明。
Knowmade發布這份新的《下一代功率模組專利景觀報告》，以提供對功率模組競爭景觀的補充理解，其演變過程，以及領先公司和新來者在下一代功率模組方面遵循的戰略和技術路徑。全年，Knowmade的團隊一直在調查WBG半導體和電力電子相關的專利活動，以深入了解技術和知識產權的演變及其潛在的商業影響。
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