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Con l’aumentare della domanda di dispositivi basati su nitruro di gallio (GaN), aumenta anche la determinazione dei produttori di chip a proteggere i propri diritti di proprietà intellettuale. La recente controversia sui brevetti tra Conversione di potenza efficiente (EPC) e Innoscienzadue attori di spicco nel mercato del GaN, lo dimostra.
La tecnologia GaN sta rivoluzionando le applicazioni dell’elettronica di potenza. La sua capacità di funzionare a frequenze più elevate, gestire densità di potenza più elevate e fornire prestazioni superiori lo rende fondamentale per l’elettronica di potenza, il trasferimento di potenza wireless, l’infrastruttura 5G e i sistemi di ricarica dei veicoli elettrici. Di conseguenza, possedere e proteggere i brevetti GaN offre un vantaggio competitivo e il potenziale per un significativo dominio del mercato.
Il 24 maggio, EPC ha annunciato che la società ha presentato denunce presso il tribunale federale e la US International Trade Commission (ITC), rivendicando quattro brevetti del suo portafoglio di brevetti fondamentale contro Innoscience.
Fondata nel 2007, EPC è stata all’avanguardia nelle soluzioni di conversione di potenza basate su GaN. Con sede a El Segundo, in California, la società detiene un solido portafoglio di brevetti relativi al GaN e una solida reputazione nel settore. I brevetti di EPC coprono vari aspetti della tecnologia GaN, tra cui la progettazione dei transistor, le tecniche di produzione e l’integrazione dei dispositivi.
Nel 2010 EPC ha creato i primi dispositivi di alimentazione GaN in modalità di potenziamento commerciale. In qualità di azienda fabless, EPC utilizza fornitori di fonderia per produrre grandi quantità di GaN. EPC ha creato un portafoglio IP completo che include brevetti concessi in Cina, Giappone, Corea, Taiwan e Stati Uniti. Ciò include 57 brevetti statunitensi e 172 brevetti altrove.
Secondo la denuncia di EPC, Innoscience ha assunto due ex dipendenti di EPC e ha assegnato loro i ruoli di chief technology officer (CTO) e capo delle vendite e del marketing. Successivamente, secondo EPC, Innoscience ha introdotto sul mercato una serie di prodotti apparentemente identici ai prodotti di EPC, rivendicando prestazioni simili.
Inoltre, Innoscience ha recentemente affermato che molti dei suoi prodotti hanno una “compatibilità pin-to-pin con i prodotti esistenti”, compresi quelli sviluppati da EPC.
Facendo causa a Innoscience davanti al tribunale federale e all’ITC per violazione di brevetto, EPC chiede i danni. EPC vuole anche impedire a Innoscience di importare prodotti GaN contraffatti negli Stati Uniti.
Con sede in Cina, Innoscience è un attore relativamente nuovo nel panorama GaN. Dalla sua fondazione nel 2015, l’azienda è diventata il più grande 8 pollici, produttore di dispositivi integrati focalizzato solo sulla tecnologia GaN. L’azienda afferma di produrre 10.000 parole al minuto (wafer al mese) e di aumentare continuamente la sua capacità produttiva per raggiungere e superare le 70.000 parole al minuto.
Appena due giorni dopo l’annuncio di EPC, Innoscience ha pubblicato sul proprio sito una risposta, affermando che le quattro presunte violazioni dei brevetti fondamentali del GaN sono prive di fondamento. Ha detto che perseguirà tutte le opzioni legali per difendersi.
Innoscience ha aggiunto di aver depositato 753 brevetti a livello globale, con 129 brevetti concessi, e che le affermazioni di plagio basate sui cambi di lavoro di pochi lavoratori sono infondate. La società afferma inoltre che i suoi “diritti di proprietà intellettuale sono chiari, tracciabili e privi di violazione”.
Cosa c’è al centro della disputa
I brevetti controversi, tutti depositati da EPC negli Stati Uniti, sono 8350294, 8404508, 9748347 e 10312335. Questi brevetti proteggono le caratteristiche chiave di progettazione e produzione degli esclusivi dispositivi a semiconduttore di potenza al nitruro di gallio di EPC.
Secondo EPC, i brevetti coprono gli sviluppi che hanno aiutato i dispositivi di potenza basati su GaN a passare da un progetto di ricerca a un sostituto ad alto volume e producibile in serie per transistor e circuiti integrati basati su silicio. I dispositivi GaN sono più efficienti, convenienti e più piccoli delle loro controparti basate su silicio.
Concesso nel 2013, il brevetto 8350294 si riferisce al “MISFET a gate compensato e al metodo per fabbricarlo”. L’oggetto del brevetto sono i transistor GaN in modalità di miglioramento. Più specificamente, riguarda un transistor GaN e-mode con uno strato GaN semiisolante o uno strato GaN compensatore sopra lo strato barriera e sotto il contatto di gate.
A differenza dei tradizionali transistor GaN, che presentano un alto corrente di dispersione del contatto di gate durante la conduzione del dispositivo, la soluzione proposta con questo brevetto (denominata MISFET) non disperde corrente durante la conduzione del dispositivo ed è più semplice da realizzare. Ciò è dovuto all’introduzione dello strato GaN compensato o dello strato semiisolante sotto il contatto di gate e sopra lo strato barriera.
La struttura del transistor di potenza GaN di EPC è illustrata nella Figura 1. Un sottile strato di nitruro di alluminio (AlN) viene inizialmente cresciuto su wafer di silicio per isolare la struttura del dispositivo dal substrato. Uno strato di GaN altamente resistivo viene quindi cresciuto sopra questo. Uno strato di nitruro di gallio e alluminio (AlGaN) viene quindi applicato al GaN. I diversi materiali, con differenti bandgap, negli strati di nitruro adiacenti contribuiscono a formare un gas di elettroni bidimensionale conduttivo (2DEG).
Anch’esso concesso nel 2013, il brevetto 8404508 si riferisce al “dispositivo GaN HEMT in modalità di potenziamento e al metodo per fabbricare lo stesso”. La maggior parte dei dispositivi a nitruro sono tipicamente ON (dispositivi in modalità di esaurimento) perché l’area 2DEG è presente sotto il gate con polarizzazione zero del gate. Tuttavia, il dispositivo può diventare una modalità di miglioramento se l’area 2DEG è esaurita (rimossa). Tipicamente tLa regione 2DEG può essere impoverita da iinserimento uno strato p-GaN o p-AlGaN tra il gate e l’eterostruttura AlGaN/GaN.
I dispositivi in modalità di potenziamento sono spesso disattivati e desiderati per la maggiore sicurezza che offrono e la facilità di funzionamento utilizzando circuiti di azionamento di base ed economici. Una polarizzazione positiva deve essere posta al gate di un dispositivo in modalità di miglioramento affinché la corrente scorra. Un metodo dettagliato per ottenere un transistor GaN e-mode è oggetto di questo brevetto.
Gli altri due brevetti, 9748347 e 10312335, si riferiscono al “gate with self-aligned ledge(d) for enhancement-mode GaN transistors”. Secondo questi brevetti, un’architettura per ridurre la corrente di dispersione del gate comprende una sporgenza sotto il gate metallico con superfici laterali che “si estendono orizzontalmente” nella direzione della sorgente e del drain. UN gate con listelli autoallineati ha una corrente di dispersione di gate significativamente inferiore rispetto ai gate convenzionali senza listelli quando il dispositivo a transistor è nello stato ON.
Prossimi passi
L’udienza di prova è fissata per febbraio. E una decisione su questa controversia è prevista per ottobre del prossimo anno. Il procedimento giudiziario richiederà probabilmente molto tempo e risorse finanziarie. Un budget sufficiente per il contenzioso è fondamentale, poiché le possibilità di successo sono significativamente più elevate quando si lavora con un team legale esperto nella tecnologia e nei dispositivi GaN.
In questo momento, è difficile prevedere l’impatto che questa controversia avrà sul mercato GaN. Tuttavia, se l’EPC prevarrà, Innoscience non sarà in grado di esportare i suoi dispositivi GaN HEMT in modalità elettronica negli Stati Uniti
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