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摘要： 高速光电探测器是光通信的核心芯片，其中，雪崩光电二极管（APD）具有高靈敏性、低噪声和高倍增带宽积等优点，被广泛应用于高速光通信领域。通过专利实证分析，对世界范围和我国范围内的APD的专利申请趋势、受理局排名、申请人区域分布以及申请人排名进行探讨。中国企业已经形成了一定的技术积累和专利储备，有望替代国外产品。
关键词： 雪崩光电二极管;专利;光通信
1引言
近年来，我国已建成了世界最大的光通信网络，信息产业快速发展。然而，在高速光电探测器芯片方面，美国、日本企业垄断绝大部分市场。承载着海量信息的激光信号转化成电信号的通信用高速光电探测器[1]，是长途光通信领域重要的芯片之一，也是我国通信企业面临美国禁售威胁的关键元器件。
APD具有高灵敏性、低噪声和高倍增带宽积的优点，非常适用于长途光通信[2]。但APD制作工艺复杂，能够量产长途光通信用10Gb/s APD的厂商并不多，包括D-tech，Cyoptics（被Avago并购），Emcore，三菱（Mitsubish）等美日厂商，价格昂贵。
我国芯片行业要与国外展开竞争，技术研发和知识产权缺一不可。本文对通信用APD领域进行专利实证分析，揭示通信用雪崩光电二极管制作方面的发展趋势及国内企业在专利方面的竞争力。
2专利分析
2.1 APD技术步入成熟期
在世界范围内，本领域技术进入成熟期，除了2002年外，该领域的专利申请数保持平稳。在中国国家知识产权局，该领域专利呈阶梯式上升。2003年以前受理的专利仅为个位数，在2003年到2004年迈入十位数，并在2005年到2007年间达到了年均20个。2008-2009年进入了低谷期，然后再进入年均申请量达30以上的阶梯，显示我国在该领域取得了进步。
2.2受理局
专利申请人在专利的申请地域具有专利权，因此根据企业参与市场竞争的需要，选择申请人所在地、竞争对手所在地或产品市场地来进行专利申请。从世界范围内，日本作为光电器件研发、制造强国，其专利数量远高于其他国家和地区。而中国大陆地区通信产业发达，既具有华为、中兴这种光通信设备厂商，又是全球最大规模的光通信市场，因此也有大量的专利布局。美国光电器件厂商众多，且通信市场较大，也是APD专利布局的重点区域。
2.3 申请人区域分布
如图3（1）所示，日本企业在世界范围内的专利申请数达到949件，大大超过其他国家和地区。美国企业专利数量也达到了333件，显示出深厚的专利储备。国际范围内，来自中国申请人的专利申请数量也达到了224件，显示出一定的技术实力和专利意识。如图3（2）所示，在中国国家知识产权局受理的专利申请中，有216件专利来自国内申请人。日本、美国企业在我国也有相应的专利布局，分别达到了84和75件。
2.4 申请人排名
在世界范围内，专利申请量前十的企业中，以日本电气株式会社（NEC）、日本电话电器株式会社（NTT）、日本特殊陶业株式会社（NGK）以及三菱电机株式会社等为代表的日本企业占了9席，显示出雄厚的实力。其中，三菱电机、住友、NTT还在中国专利申请中名列前十，彰显在中国光通信领域的影响力。中国在该领域专利申请量较大的是高校与科研院所，这说明在通信用APD领域我国的科研院所和高校在该领域的科研实力已经有了较大的提升。中国科学院半导体研究所的专利申请量在世界范围内申请量排在第12，在中国位于第二。在中国专利申请排在前十的还有北京工业大学、电子科技大学、北京邮电大学等三所高校及武汉电信器件有限公司（WTD）。国外的专利申请人以企业申请专利为主，而我国以科研院所和高校居多，市场转化程度还有待提高。武汉电信器件有限公司是国内第一大光通信器件供应商，具备了10G APD芯片的生产能力，且具有一定的专利储备，这有助于实现我国在关键光电芯片领域的自主可控。
3结束语
本文通过专利实证分析，对世界范围和我国范围内的APD的专利申请趋势、受理局排名、申请人区域分布以及申请人排名进行探讨。分析表明，以武汉电信器件有限公司为代表的中国企业在技术积累、专利储备方面均取得了一定成绩，在高速光通信探测器领域有望替代国外产品。
参考文献：
[1]Nadir， Dagli. High-speed photonic devices[M]. Philadelphia， PA， United States： Taylor & Francis， Inc.， 2006.
[2]吴家隐.超高速通信用雪崩光电二极管的研究[D].广州：中山大学，2010.
作者简介：
吴家隐，工程师，硕士，毕业于中山大学，现任职于广东邮电职业技术学院，主要研究方向为光电传感技术、物联网及云计算。
林传亿，工程师，硕士，毕业于中山大学，现任职于广州市汇源通信建设监理有限公司，主要研究方向为通信技术、物联网及云计算。
基金项目：2018广东省普通高校青年创新人才类项目（项目编号：2018GkQNCX140）;2020年广东邮电职业技术学院校级质量工程科研项目（项目编号：202038）;2020年广东邮电职业技术学院校级质量工程教研教改项目（项目编号：202012）;2020年广东省科技创新战略专项奖金（“攀登计划”专项资金）（项目编号：pdjh2020b1085）
关键词： 雪崩光电二极管;专利;光通信
1引言
近年来，我国已建成了世界最大的光通信网络，信息产业快速发展。然而，在高速光电探测器芯片方面，美国、日本企业垄断绝大部分市场。承载着海量信息的激光信号转化成电信号的通信用高速光电探测器[1]，是长途光通信领域重要的芯片之一，也是我国通信企业面临美国禁售威胁的关键元器件。
APD具有高灵敏性、低噪声和高倍增带宽积的优点，非常适用于长途光通信[2]。但APD制作工艺复杂，能够量产长途光通信用10Gb/s APD的厂商并不多，包括D-tech，Cyoptics（被Avago并购），Emcore，三菱（Mitsubish）等美日厂商，价格昂贵。
我国芯片行业要与国外展开竞争，技术研发和知识产权缺一不可。本文对通信用APD领域进行专利实证分析，揭示通信用雪崩光电二极管制作方面的发展趋势及国内企业在专利方面的竞争力。
2专利分析
2.1 APD技术步入成熟期
在世界范围内，本领域技术进入成熟期，除了2002年外，该领域的专利申请数保持平稳。在中国国家知识产权局，该领域专利呈阶梯式上升。2003年以前受理的专利仅为个位数，在2003年到2004年迈入十位数，并在2005年到2007年间达到了年均20个。2008-2009年进入了低谷期，然后再进入年均申请量达30以上的阶梯，显示我国在该领域取得了进步。
2.2受理局
专利申请人在专利的申请地域具有专利权，因此根据企业参与市场竞争的需要，选择申请人所在地、竞争对手所在地或产品市场地来进行专利申请。从世界范围内，日本作为光电器件研发、制造强国，其专利数量远高于其他国家和地区。而中国大陆地区通信产业发达，既具有华为、中兴这种光通信设备厂商，又是全球最大规模的光通信市场，因此也有大量的专利布局。美国光电器件厂商众多，且通信市场较大，也是APD专利布局的重点区域。
2.3 申请人区域分布
如图3（1）所示，日本企业在世界范围内的专利申请数达到949件，大大超过其他国家和地区。美国企业专利数量也达到了333件，显示出深厚的专利储备。国际范围内，来自中国申请人的专利申请数量也达到了224件，显示出一定的技术实力和专利意识。如图3（2）所示，在中国国家知识产权局受理的专利申请中，有216件专利来自国内申请人。日本、美国企业在我国也有相应的专利布局，分别达到了84和75件。
2.4 申请人排名
在世界范围内，专利申请量前十的企业中，以日本电气株式会社（NEC）、日本电话电器株式会社（NTT）、日本特殊陶业株式会社（NGK）以及三菱电机株式会社等为代表的日本企业占了9席，显示出雄厚的实力。其中，三菱电机、住友、NTT还在中国专利申请中名列前十，彰显在中国光通信领域的影响力。中国在该领域专利申请量较大的是高校与科研院所，这说明在通信用APD领域我国的科研院所和高校在该领域的科研实力已经有了较大的提升。中国科学院半导体研究所的专利申请量在世界范围内申请量排在第12，在中国位于第二。在中国专利申请排在前十的还有北京工业大学、电子科技大学、北京邮电大学等三所高校及武汉电信器件有限公司（WTD）。国外的专利申请人以企业申请专利为主，而我国以科研院所和高校居多，市场转化程度还有待提高。武汉电信器件有限公司是国内第一大光通信器件供应商，具备了10G APD芯片的生产能力，且具有一定的专利储备，这有助于实现我国在关键光电芯片领域的自主可控。
3结束语
本文通过专利实证分析，对世界范围和我国范围内的APD的专利申请趋势、受理局排名、申请人区域分布以及申请人排名进行探讨。分析表明，以武汉电信器件有限公司为代表的中国企业在技术积累、专利储备方面均取得了一定成绩，在高速光通信探测器领域有望替代国外产品。
参考文献：
[1]Nadir， Dagli. High-speed photonic devices[M]. Philadelphia， PA， United States： Taylor & Francis， Inc.， 2006.
[2]吴家隐.超高速通信用雪崩光电二极管的研究[D].广州：中山大学，2010.
作者简介：
吴家隐，工程师，硕士，毕业于中山大学，现任职于广东邮电职业技术学院，主要研究方向为光电传感技术、物联网及云计算。
林传亿，工程师，硕士，毕业于中山大学，现任职于广州市汇源通信建设监理有限公司，主要研究方向为通信技术、物联网及云计算。
基金项目：2018广东省普通高校青年创新人才类项目（项目编号：2018GkQNCX140）;2020年广东邮电职业技术学院校级质量工程科研项目（项目编号：202038）;2020年广东邮电职业技术学院校级质量工程教研教改项目（项目编号：202012）;2020年广东省科技创新战略专项奖金（“攀登计划”专项资金）（项目编号：pdjh2020b1085）