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A medida que aumenta la demanda de dispositivos basados en nitruro de galio (GaN), también aumenta la determinación de los fabricantes de chips de proteger sus derechos de propiedad intelectual. La reciente disputa sobre patentes entre Conversión de energía eficiente (EPC) y ignoranciaDos actores destacados en el mercado de GaN lo demuestran.
La tecnología GaN está revolucionando las aplicaciones de la electrónica de potencia. Debido a su capacidad para operar a frecuencias más altas, manejar densidades de energía más altas y ofrecer un rendimiento superior, es fundamental para la electrónica de potencia, la transmisión de energía inalámbrica, la infraestructura 5G y los sistemas de carga de vehículos eléctricos. Por lo tanto, poseer y proteger patentes de GaN ofrece una ventaja competitiva y el potencial de un dominio significativo del mercado.
El 24 de mayo, EPC anunció que la empresa presentó denuncias ante un tribunal federal y ante la Comisión de Comercio Internacional (ITC) de EE. UU. y reclamó cuatro patentes de su cartera de patentes fundamentales contra Innoscience.
Fundada en 2007, EPC es líder en soluciones de conversión de energía basadas en GaN. Con sede en El Segundo, California, la empresa tiene una sólida cartera de patentes relacionadas con GaN y una sólida reputación en la industria. Las patentes de EPC cubren varios aspectos de la tecnología GaN, incluido el diseño de transistores, técnicas de fabricación e integración de dispositivos.
EPC desarrolló los primeros dispositivos comerciales de potencia GaN en modo mejorado en 2010. Como empresa sin fábrica, EPC utiliza proveedores de fundición para producir en masa dispositivos basados en GaN. EPC ha creado una amplia cartera de propiedad intelectual que incluye patentes emitidas en China, Japón, Corea, Taiwán y Estados Unidos. Esto incluye 57 patentes estadounidenses y 172 patentes en otros lugares.
Según la denuncia de EPC, Innoscience contrató a dos ex empleados de EPC y les asignó los roles de director de tecnología (CTO) y gerente de ventas y marketing. Posteriormente, según EPC, Innoscience lanzó una serie de productos que parecían ser idénticos a los productos de EPC y afirmaban tener un rendimiento similar.
Además, Innoscience afirmó recientemente que muchos de sus productos tienen «compatibilidad pin a pin con productos existentes», incluidos los desarrollados por EPC.
Al demandar a Innoscience ante un tribunal federal y ante la ITC por infracción de patente, EPC busca una indemnización por daños y perjuicios. EPC también quiere impedir que Innoscience importe productos de GaN infractores a Estados Unidos.
Innoscience, con sede en China, es un actor relativamente nuevo en el panorama de GaN. Desde su creación en 2015, la empresa ha crecido hasta convertirse en el mayor fabricante de pantallas de 8 pulgadas. El fabricante de dispositivos integrados se centró exclusivamente en la tecnología GaN. La empresa afirma que produce 10.000 palabras por minuto (obleas por mes) y aumenta continuamente su capacidad de producción hasta 70.000 palabras por minuto y más.
Apenas dos días después del anuncio del EPC, Innoscience publicó una respuesta en su sitio web afirmando que las cuatro supuestas infracciones fundamentales de patentes de GaN eran infundadas. Dijo que utilizará todas las vías legales para defenderse.
Innoscience añadió que tenía 753 patentes pendientes y 129 patentes concedidas en todo el mundo, y que las acusaciones de plagio eran infundadas debido a que algunos trabajadores cambiaron de trabajo. La empresa también afirma que sus «derechos de propiedad intelectual son claros, rastreables y libres de infracciones».
¿Cuál es el meollo de la disputa?
Las patentes en disputa, todas presentadas por EPC en EE. UU., son 8350294, 8404508, 9748347 y 10312335. Estas patentes protegen importantes características de diseño y fabricación de los dispositivos semiconductores de potencia con modo de mejora de nitruro de galio exclusivos de EPC.
Según el EPC, las patentes cubren desarrollos que ayudaron a que los dispositivos de energía basados en GaN pasaran de ser un proyecto de investigación a convertirse en un reemplazo a gran escala y producible en masa para transistores y circuitos integrados basados en silicio. Los dispositivos GaN son más eficientes, asequibles y más pequeños que sus homólogos basados en silicio.
La patente 8350294 expedida en 2013 se refiere a la “puerta compensada MISFET y al método para realizarla”. El tema de la patente son los transistores GaN en modo mejorado. Más específicamente, es un transistor GaN en modo E con una capa de GaN semiaislante o una capa de GaN compensadora sobre la capa de barrera y debajo del contacto de puerta.
A diferencia de los transistores GaN tradicionales que tienen alta resistencia Debido a la corriente de fuga del contacto de la puerta durante la conducción del dispositivo, la solución propuesta con esta patente (llamada MISFET) no causa corriente de fuga durante la conducción del dispositivo y es más fácil de fabricar. Esto se debe a la introducción de la capa de GaN compensada o capa semiaislante debajo del contacto de puerta y por encima de la capa de barrera.
La estructura del transistor de potencia GaN de EPC se muestra en la Figura 1. Primero se cultiva una fina capa de nitruro de aluminio (AlN) sobre obleas de silicio para aislar la estructura del dispositivo del sustrato. A continuación, se coloca encima una capa de GaN de alta impedancia. Luego se aplica una capa de nitruro de aluminio y galio (AlGaN) al GaN. Los diferentes materiales con diferentes bandas prohibidas en las capas de nitruro vecinas contribuyen a la formación de un gas de electrones bidimensional conductor (2DEG).
La patente 8404508, también emitida en 2013, se relaciona con el “dispositivo GaN HEMT en modo de mejora y el método para fabricarlo”. La mayoría de los dispositivos de nitruro suelen estar activados (dispositivos en modo de agotamiento) porque la región 2DEG debajo de la puerta existe con una polarización de puerta cero. Sin embargo, el dispositivo puede cambiar a un modo de extensión cuando el rango de 2DEG se agota (se elimina). Normalmente, tLa región 2DEG puede agotarse alrededor de iinsertar una capa de p-GaN o p-AlGaN entre la puerta y la heteroestructura de AlGaN/GaN.
Los dispositivos en modo de mejora a menudo están apagados y son deseables por la seguridad adicional que ofrecen y la facilidad de operación con circuitos de accionamiento simples y económicos. Se debe aplicar una polarización positiva a la puerta de un dispositivo de mejora para que fluya la corriente. El objeto de esta patente es un método detallado para fabricar un transistor GaN en modo E.
Las otras dos patentes, 9748347 y 10312335, se refieren a la «puerta de borde autoalineado (d) para transistores GaN en modo de mejora». Según estas patentes, una arquitectura para reducir la corriente de fuga de la compuerta incluye una protuberancia debajo de la compuerta metálica con superficies laterales que se extienden «horizontalmente» hacia la fuente y el drenaje. A Una puerta con repisas autoalineadas tiene una corriente de fuga de puerta significativamente menor que las puertas convencionales sin repisas cuando el dispositivo transistor está en el estado ON.
Próximos pasos
Una audiencia de pruebas está programada para febrero. Y se espera una decisión sobre esta disputa en octubre del próximo año. Se espera que los procedimientos judiciales requieran mucho tiempo y recursos financieros. Un presupuesto adecuado para litigios es fundamental, ya que trabajar con un equipo legal con experiencia en tecnología y dispositivos GaN tiene muchas más posibilidades de éxito.
En este momento, es difícil predecir cómo afectará esta controversia al mercado de GaN. Sin embargo, si EPC se pone de moda, Innoscience no podrá exportar sus dispositivos GaN HEMT en modo E a EE. UU.
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