場效電晶體(Field-effect transistor，FET)是由p型和n型半導體所構成，一種利用通過電場效應控制電流的電子元件，控制導電通道的形狀進而控制載子通道的導電性，場效電晶體由各種半導體構成，目前以矽材料最為常見，常使用單晶半導體矽片作為反應區或是通道，所有的場效電晶體都有閘極（gate）、汲極（drain）、源極（source）三個端，閘極的長度為汲極和源極的距離，而寬度則是指電晶體的範圍，閘極的功能為控制物理柵的開關，可以製造或消除汲極和源極的通道，進而控制電子的流動。
在決定半導體製程的進步程度中，以閘極長度為最重要的關鍵，也是所有構造中最細小且最難製作的，閘極長度隨著技術進步而變小，從早期的0.18微米演變成現今5奈米的長度，閘極長度越小所製成的晶片就越小，封裝以後的積體電路就愈小，最後所製成的產品(ex：手機)就越小，但當閘極長度小於20奈米，源極和汲極的距離就越相近，使得閘極下方的氧化物也越薄，就有可能產生漏電以及閘極對通道影響力變小的問題，為了解決此一問題，由美國三位教授發明了鰭式場效電晶體（Fin Field Effect Transistor，FinFET），將原本的源極和汲極拉高變成立體板狀結構，使閘極與通道間接觸面積變大，使閘極長度在20奈米以下也可控制電子是否能由源極流至汲極，來降低漏電和動態功率耗損的問題1。因此本文透過關鍵字「semiconductor、FET、field effect transistor、fin」及IPC「H01L2」等，初探全球相關鰭式場效電晶體的專利技術佈局概況。
一、全球鰭式場效電晶體相關市場概況
近年全球鰭式場效電晶體之相關技術生命週期(二年期)概況顯示，該技術生命週期分析出依據專利申請數量與專利申請權人數隨時間之消長，觀察鰭式場效電晶體產業所處之技術生命週期階段，如為：技術萌芽期、成長期、成熟期或是衰退期等。
如圖一之技術生命週期概況(二年期)顯示，橫軸為專利權人的投入量，縱軸為專利件數的申請量。相關專利的研發投入量自1997-1998年開始成長，專利申請人數於2013-2014年最為活絡，約為786人，而專利投入量於2015-2016年最高，達3,076件，客觀推論目前為技術成熟期。
圖一 近年全球鰭式場效電晶體之相關技術生命周期概況(二年期)
資料來源：各國專利局資料庫，華淵公司整理
近年全球鰭式場效電晶體之相關專利概況如圖二顯示，相關技術的申請量整體呈成長的趨勢，最終於2017年達到最高點，達1,805件；專利公開/公告數量整體亦為成長趨勢，最後於2018年達到最高，約為2,136件。
(一)鰭式場效電晶體近年專利申請與獲證資訊
全球鰭式場效電晶體之專利申請與獲證數量如圖三所示，歷年專利申請數量約為12,420件，其中已獲證的發明專利約7,357件，獲證率約59.24%。
(二)全球前五大鰭式場效電晶體之專利佈局國家或屬地
全球前五大鰭式場效電晶體之專利佈局國家或屬地如圖四所示，其中以US(美國)為最大屬地，占比達59.77%，其餘依序為CN(中國)、KR(韓國)、TW(台灣)及JP(日本)。
二、全球鰭式場效電晶體相關產業之佈局與所屬競爭者分析
下圖五之等高線圖相互比對，分析更細節之技術應用發展，並以高峰表示技術佈局之多寡。探勘近年專利技術的發展主要落在記憶單元、硬掩膜層、半導體結構、墊片、導電性及蝕刻等。
(一)相關所屬競爭者之技術佈局
根據圖六及圖七顯示投入該產業技術之標的公司，如IBM Corp.以紅色圓點標註，Globalfoundries Inc.以綠色圓點標註，SMIC以藍色圓點標註，可看出相關標的公司於鰭式場效電晶體相關技術之分佈概況。
圖七 相關標的公司佈局鰭式場效電晶體之技術領域
(二)相關所屬競爭者之引證分析
下表顯示鰭式場效電晶體相關領域中，產業競爭者之TOP 5平均引證分析，其中包含被引證數(Forward Citation)與引證數(Backward Citation)。以次數為基準，被引證數語引證數最多者皆為IBM Corp.，分別為15,391次及27,320次。
| 表一 產業競爭者之TOP 5平均被引證/引證分析 | |||
| Forward Citation | |||
| Assignee/Applicant | Patent | Cited | Avg. citation |
| IBM Corp. | 2,361 | 15,391 | 6.52 |
| Samsung Electronics Co. Ltd. | 775 | 3,962 | 5.11 |
| Globalfoundries Inc. | 995 | 2,198 | 2.21 |
| Intel Corp. | 602 | 1,006 | 1.67 |
| SMIC | 671 | 287 | 0.43 |
| 表一 產業競爭者之TOP 5平均被引證/引證分析 | |||
| Backward Citation | |||
| Assignee/Applicant | Patent | Cited | Avg. citation |
| IBM Corp. | 2,361 | 27,320 | 11.57 |
| Globalfoundries Inc. | 995 | 8,114 | 8.15 |
| Intel Corp. | 602 | 7,299 | 12.12 |
| Samsung Electronics Co. Ltd. | 775 | 5,905 | 7.62 |
| SMIC | 671 | 2,735 | 4.08 |
三、合作專利分類(CPC3)分析
鰭式場效電晶體相關技術中，主要CPC技術分類號前五大皆為H01L組群，其中前五大組群分別為H01L 29/66795、H01L 29/785、H01L 29/66545、H01L 21/823821及H01L 21/823431。
該些技術涉及半導體電流、半導體通道、仿真或電晶體等。再者，透過CPC技術分類號的分析，提供給相關技術領域研發者，可利用此分類號更有效率地縮短前案的檢索搜尋，或比較相關前案技術特徵的時間。
資料來源：各國專利局資料庫，華淵公司整理
| 表二 CPC技術分類號之詳細說明 | |
| CPC | Definition |
| H01L 29/66795 | with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body |
| H01L 29/785 | having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body |
| H01L 29/66545 | using a dummy |
| H01L 21/823821 | with a particular manufacturing method of transistors with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body |
| H01L 21/845 | including field-effect transistors with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body |
| 資料來源：各國專利局資料庫，華淵公司整理 | |
四、全球鰭式場效電晶體之相關文獻
(一)近5年相關文獻主要涉及議題
下圖顯示近5年相關文獻(期刊/會議錄)主要研究之Top 5議題為Engineering(工程)、Physics(物理)、Computer science(電腦科學)、Science technology other topics (Science technology)及Materials science(材料科學)。
(二)近5年發佈相關期刊之TOP 5國家/屬地
針對近5年發佈相關期刊之TOP 5國家/屬地中，主要以USA(美國)為主，占38.46%。
(三)相關期刊之資訊
以下由近5年發佈之期刊中，搜尋出TOP 3引用數之期刊資料，詳如下表。
| 表三 鰭式場效電晶體相關文獻一部分期刊資訊 | |
| 欄 位 | 文獻一 |
| 文獻來源 | APPLIED PHYSICS LETTERS,109 (21): - NOV 21 2016 |
| 標 題 | Enhancement-mode Ga2O3 wrap-gate fin field-effect transistors on native (100) beta-Ga2O3 substrate with high breakdown voltage |
| 作 者 | Chabak, KD |
| 被引用數 | 132 |
| 國 家 | USA |
| 表四 鰭式場效電晶體相關文獻二部分期刊資訊 | |
| 欄 位 | 文獻二 |
| 文獻來源 | ACS NANO,8 (5): 5227-5232 MAY 2014 |
| 標 題 | Two-Dimensional Pattern Formation Using Graphoepitaxy of PS-b-PMMA Block Copolymers for Advanced FinFET Device and Circuit Fabrication |
| 作 者 | Tsai, HY |
| 被引用數 | 108 |
| 國 家 | USA |
| 表五 鰭式場效電晶體相關文獻三部分期刊資訊 | |
| 欄 位 | 文獻三 |
| 文獻來源 | MICROELECTRONICS JOURNAL,53: 105-115 JUL 2016 |
| 標 題 | ASAP7: A 7-nm finFET predictive process design kit |
| 作 者 | Clark, LT |
| 被引用數 | 54 |
| 國 家 | ENGLAND |
| 註1 | FinFET 全面攻佔 iPhone！五分鐘讓你看懂 FinFET。資料來源 |
| 註2 | H01L：半導體裝置；其他類目未包括的電固體裝置。 |
| 註3 | CPC：Cooperative Patent Classification |
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