1、机构：2021年全球芯片设计IP销售额同比增长19.4%至54.5亿美元
2、七大日本半导体企业携手，联合攻关新一代数据中心技术
3、苹果公司起诉RISC-V初创企业窃取商业机密
4、中国科大郭光灿团队实现光子偏振态的可集成固态量子存储
5、【专利解密】华虹半导体优化CMP清洗能力方案 避免络合物聚集及缺陷形成
1、机构：2021年全球芯片设计IP销售额同比增长19.4%至54.5亿美元
集微网消息，根据世界半导体贸易协会（WSTS）统计的数据，继2020年芯片设计IP销售额同比增长16%之后，2021年设计IP销售额同比增长了19.4%，达到54.5亿美元。与此同时，2021年半导体销售额同比增长了26.2%。基于此，IPnest于2022年5月发布了《设计IP报告》，按各类别对IP供应商进行了排名。
2021年设计IP的主要趋势对大多数IP供应商来说都非常积极，特别是Synopsys增长了21.7%，Imagination Technologies（IMG）增长了43.4%，闪存编译器供应商（超捷半导体，力旺电子）和Alphawave增长达100%以上。
显然，Synopsys和Alphawave的增长证实了有线接口IP市场的重要性(该类别的增长为22.7%)，与以数据为中心的有线接口应用程序、超标量、数据中心、网络或IA相一致。但是，ARM和IMG的良好表现证明了智能手机行业的复苏，以及汽车行业的兴起是一个增长载体。
回顾2016至2021年IP市场的发展历程，可以从中获得IP市场主要趋势的信息。全球IP市场增长了59.3%，而前三大供应商的增长并不平衡。排名第一的ARM增长了33.7%，排名第二的 Synopsys增长了140.9%，排名第三的Cadence则增长了167.2%。
相对而言，市场份额信息更为重要。ARM的市场份额从2016年的48.1%下降到2021年的40.4%，Synopsys的市场份额从2016年的13.1%增长到2021年的19.7%（或从2016年到2021年市场份额增长了50%），而Cadence的市场份额从2016年的3.4%增长到2021年的5.8%。
此外，还可以通过对比2016年至2021年的复合年均增长率来进行综合分析。其中，一个强劲的信息是，2016年至2021年设计IP市场的复合年均增长率接近10%。同样值得注意的是，Synopsys的复合年均增长率为19.2%，是ARM（复合年均增长率为6%）的三倍多。
IPnest还根据授权和版税IP收入计算了IP供应商的排名：
按IP授权收入计算，2021年Synopsys以31.2%的市场份额排名第一，而ARM则以25.6%的市场份额排名第二。Alphawave创建于2017年，现在排名第四，仅次于Cadence，这表明高性能SerDes IP对于以数据为中心的现代应用非常重要。
事实上，Synopsys的良好表现在一定程度上与他们对有线接口的高度关注有关，他们在13亿的市场中占有55.6%的份额，而高性能SerDes是互连市场的主要支柱。Synopsys采用了“一站式”战略，支持几乎所有协议（USB、PCIe、以太网、SATA、HDMI、MIPI、DDR内存控制器），并在每个协议中占有领先的市场份额。
Alphawave在某种意义上是互补的，因为他们的战略更倾向于“Stop-For-Top”，限制了他们对前沿技术节点上最先进产品的支持。但如果着眼于2021年的设计IP结果，便会发现这两者都能够获得成功，并遵循不同的策略和市场定位。
2021年的版税排名显示，ARM以60.8%的市场份额占据主导地位，如果考虑到他们的客户安装基数和他们在智能手机行业的强大地位，这并不令人惊讶。而更令人惊讶的是，超捷半导体和Imagination Technologies（IMG）的复苏，使他们在前五名中分别排名第二和第三。
超捷半导体正受益于微控制器市场的回暖，因为他们配备了大多数售出的微控制器产品。而IMG已经能够克服几年前苹果公司带来的寒流，并在智能手机之外的各个细分市场重新定位为现代GPU供应商，如汽车娱乐、智能电视或平板电脑。
图源：网络
2021年设计IP行业同比增长了19.4%，证明了这一细分市场在半导体市场中非常强劲，同时过去2016年至2021年间9.8%的复合年均增长率是一个很好的衡量标准。IPnest还对设计IP的未来5年进行了预测（尚未公布），即2026年设计IP市场将达到110亿美元，而复合年均增长率（2021年至2026年）为15%。（校对/隐德莱希）
2、七大日本半导体企业携手，联合攻关新一代数据中心技术
（图自日经新闻）
集微网消息，据日媒报道，包括富士通、NEC、铠侠、京瓷在内的七家日本厂商，将合作攻关超低能耗数据中心所需的一系列关键技术，目标是在2028到2030年完成开发。
报道称，富士通将负责研发能效较当前产品提高十倍的处理器，NEC则负责开发用于人工智能等工作负载的加速卡，京瓷则将与AIO Core、Fujitsu Optical Components等企业共同研发数据中心通信模块产品，Zeon公司则将专注于新材料开发，目前该公司研究中的碳纳米管有望在新一代存储芯片NRAM中得到应用，较DRAM可有效降低功耗。（校对/乐川）
3、苹果公司起诉RISC-V初创企业窃取商业机密
集微网消息，据外媒报道，苹果公司日前向加州地方法院提起诉讼，指控一家名为Rivos的芯片设计初创企业窃取其A15处理器等商业机密。
苹果方面称，Rivos从该公司挖来的工程师非法获取了包括未公开芯片设计演示文档在内的“数千兆”资料，在上述活动前，Rivos可能指示这些员工下载并安装了加密通信软件。
资料显示，Rivos由苹果前硬件技术总监Brian Campbell和英特尔前高级工程师Belli Kuttanna联合创办，正开展高性能RISC-V内核研发。（校对/乐川）
4、中国科大郭光灿团队实现光子偏振态的可集成固态量子存储
集微网消息，5月6日，中国科大郭光灿院士团队在固态量子存储领域取得重要进展。该团队李传锋、周宗权研究组基于自主加工的激光直写波导，实现了光子偏振态的可集成固态量子存储，存储保真度高达99.4±0.6%，该工作显著推进了可集成量子存储器在量子网络中的应用。相关成果近日发表在国际知名学术期刊《Science Bulletin》和《Physical Review Letters》上。
光子的偏振态具有操作精度高和抗干扰能力强的特点，在量子信息任务中具有广泛的应用。实现偏振态的可集成量子存储是构建大尺度可集成量子网络的基本需求。稀土掺杂晶体作为一种性能优异的固态量子存储介质，能够结合多种微纳工艺制备出可集成的量子存储器。然而已有的可集成固态量子存储器均无法实现偏振态的量子存储，这是由于稀土掺杂晶体的光吸收一般是依赖于偏振态的，并且其微纳波导结构也不支持任意偏振态的传输。
在既有研究基础上，李传锋、周宗权研究组于近期注意到掺铕硅酸钇晶体中占据第二类钇替位的替位二铕离子可以实现对任意偏振态的均匀吸收。研究组首先采用光谱烧孔技术测定替位二铕离子的准确能级结构，再结合研究组原创的“无噪声光子回波（NLPE）”量子存储方案克服替位二铕离子的弱吸收问题，最终基于单次通过的单块晶体即实现了偏振态的量子存储。
研究组进一步利用飞秒激光直写技术在掺铕硅酸钇晶体中加工出凹陷包层波导。这种波导具有圆对称的结构，可以支持任意偏振态的低损耗传输。研究组采用光谱烧孔技术提升替位二铕离子的吸收深度达2.6倍，再结合电场调制的原子频率梳量子存储方案，成功地基于波导结构实现了偏振态的量子存储。量子存储保真度达99.4±0.6%，验证了这一可集成器件的高可靠性。
据介绍，这一工作把光子的偏振自由度应用到可集成量子存储领域，为基于偏振编码构建量子网络奠定了基础。同时偏振自由度为可集成器件的噪声抑制提供了一个有效的滤波自由度，对于可集成量子存储的实用化具有重要的意义。（校对/若冰）
5、【专利解密】华虹半导体优化CMP清洗能力方案 避免络合物聚集及缺陷形成
【嘉勤点评】华虹半导体发明的优化CMP清洗能力的技术方案，避免了络合物在接触孔处聚集，在进行化学机械平坦化时减少了缺陷的形成，从而避免影响产品良率。优化之后的结果与良率结果均符合要求，也证明了该方案具有高度产业利用价值。
集微网消息，化学机械平坦化（CMP），又称化学机械研磨，是半导体器件制造工艺中的一种技术，使用化学腐蚀及机械力对加工过程中的硅晶圆或衬底材料进行平坦化处理。
当钨这种材料在进行化学机械平坦化时，会反应产生钨的氧化物。现有技术中利用钨的氧化物在强酸环境下可溶解的特性，辅以机械作用以达到研磨的目的，在对晶圆进行采用酸性研磨液进行粗研磨后，这样就使得钨粗研磨副产物与精研磨（碱性）的研磨液反应形成的络合物残留。
进入55纳米技术节点后，填充工艺面临更大的挑战：接触孔的深宽比会超过6：1，高浓度等离子体工艺（HDP）已经不能满足填充需求。因此在55纳米开始使用高深宽比工艺（HARP）替代高浓度等离子体形成层。
而高深宽比工艺膜质比高浓度等离子体工艺研磨率快，从而在接触孔处的钨形成一定形貌，容易使研磨副产物集聚。一般的清洗不能将其有效清除，在后续的处理过程中会形成缺陷，进而影响产品良率。
为此，华虹半导体在2021年12月16日申请了一项名为“优化CMP清洗能力的方法”的发明专利（申请号：202111544391.X），申请人为华虹半导体（无锡）有限公司。
根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。
如上图，为该专利中发明的优化CMP清洗能力的方法示意图。首先，准备好晶圆和研磨装置，晶圆在经过前端工艺形成所需的结构后，需要在后端工艺中形成有接触孔，且接触孔填充有导电金属与晶圆上的结构形成欧姆接触。
研磨装置为CMP研磨装置，该装置包括研磨头和研磨垫。在需要对晶圆进行研磨时，将晶圆置于研磨垫上，采用研磨头配合研磨液对晶圆进行研磨，研磨液为碱性研磨液和酸性研磨液。
在传统技术中，通常采用高密度等离子体（HDP）化学气象沉淀法来进行沉淀，但是当集成电路发展到55nm技术节点时，HDP技术已经不能满足小尺寸沟槽的填充需求。因此人们发明了一种新的填充工艺技术即高深宽比工艺（HARP）。
HARP工艺没有等离子体的助,同时需要沟槽具有特定的形貌，如特定角度的V字形沟槽。所以需要使用HARP替代HDP，而HARP膜质比HDP研磨率快，从而在接触孔处的钨形成一定形貌，容易使研磨副产物集聚。
其次，对晶圆进行采用酸性研磨液的第一研磨，该过程为粗研磨，用于去除大块导电金属。其中晶圆与酸性研磨液反应生成副产物，副产物为导电金属的氧化物与碱性溶液发生反应产生的络合物。通过对晶圆的清洗，可以去除晶圆上的酸性研磨液和副产物，从而避免副产物和之后的碱性溶液发生反应生成络合物。
最后，利用碱性研磨液再对晶圆进行二次研磨，这次的研磨为精研磨，用于对氧化物进行修复，从而使导电金属凸出。
如上图，为采用该方法后的良率检测示意图。从中可以看到，晶圆经过化学机械平坦后，避免了在钨上聚集络合物，减少了缺陷，产品良率显著提升。此外，该专利中说明，上图中组件的数目、形状和尺寸仅为示例性说明，在实际的应用时，组件的布局型态将会更加复杂。
以上就是华虹半导体发明的优化CMP清洗能力的技术方案，该方案避免了络合物在接触孔处聚集，在进行化学机械平坦化时减少了缺陷的形成。从而避免影响产品良率，优化之后的结果与良率结果均符合要求，也证明了该方案具有高度产业利用价值。
关于嘉勤
深圳市嘉勤知识产权代理有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成，熟悉中欧美知识产权法律理论和实务，在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。
（校对/holly）
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