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。

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