tify;">　　Texas Instruments，簡稱TI，可能是江湖中一直都會有的傳說。

　　根據IC Insights 2019年領先半導體公司的排名，2019年，前10大模擬IC供應商合計占552億美元模擬集成電路市場的62%，即342億美元，比2018年的60%提高了兩個百分點。

　　數據來源：IC insights

　　收購National Semiconductor后，TI一直就把持著模擬IC龍頭的位置了。從市場份額和模擬IC的賽道特征來看，TI這個老大可能還要當很久——要做大哥很多年啊。

　　因此不論從哪個角度看，了解TI，對于一個經常要和IC產業打交道的人而言，是必要的。

　　因此我決定，做一些研究，拋磚引玉。

　　01

　　入手

　　研究TI的資料其實很多了，也有很多的報告和文章可以找得到。通過很多的科普，我們知道TI最早是做“地球”生意的——最早公司叫Geophysical Service Incorporated；也知道TI是一個“oh that calculator company”，作為一個優秀的“消費電子”公司，在美國中小學生群中力壓APPLE，其圖像計算器真的算是居家旅行必備物品。不僅僅是在美利堅，上世紀火爆全中國的半導體收音機，國人習慣簡稱其為半導體，也是TI在基爾比搞出集成電路后，打造出的爆款消費電子產品。

　　TI-nspire CAS

　　圖片來源：網絡

　　除此以外，其產品中的“雙D組合”——DSP & DLP也是獨步天下，威名遠揚。

　　如果真的要把TI的產品說全，怕是幾年都說不完，這個公司基本上就是給人增添選擇的“麻煩”。產品實在是太多了……

　　所以，要選擇一個研究的起點來入手時，我選擇了“A76”——“A76”其實是一個代號，它代表了TI的一個擁有637名成員的專利族群。選擇它來做入手，因為在TI龐大的專利體系中，這個家族的成員數量算是非常靠前，既有點古老，又比較年輕。

　　至于為什么叫A76嘛……

　　我隨機取的，只是方便區別。入手而已嘛，輕松一點啦。

　　02

　　A76家族

　　這個家族的核心是集成電路的Test，包括了測試架構，測試協議，測試方法，測試電路，測試設備，測試標準，測試中的通信控制，測試數據處理等等，覆蓋面非常完整。

　　首先從幾個宏觀的方面來一覽其風采——

　　（1）IPC

　　A76專利族相關的IPC標簽，大類上都在G01，G06，G11，H01，H03，H04這幾類中。這其中G01R是涉及到最多的領域，從638個專利家族成員的IPC標簽統計，數量相關的TOP10中9個來自于G01R31（如果擴展到TOP24，G01R31占據23個席位）：

　　數據來源：滴水石開

　　G01R是測試電變量和測試磁變量相關的分類，G01R31則主要是電性能相關的測試領域，因此從這也可以看出A76這個專利族主要就是圍繞著電性能測試來布局的。

　　從全球企業在G01R31上的布局來看，TOP20的公司如下圖所示（前10中有6家都是日本公司，第一位的是現在的半導體測試設備龍頭愛德萬，中國國家電網排在第2），TI在第13位。

　　數據來源：patbase

　　而在TI總共2600個和G01R31相關的專利中，A76這個專利族就貢獻了637個名額。

　　另外一個比較重要的IPC類是G06F11，主要是和錯誤檢測，校正，監控相關。這也是測試中非常重要的部分。

　　（2）專利時間分布

　　從現有的相關資料來看，A76專利族中，最早申請的專利為US5001713A，于1989-2-8申請，1991-3-19獲得授權。而最新的家族成員為US2020174068A1，于2020-2-3申請，2020-6-4獲得授權。

　　整體的專利申請時間分布如下圖所示：

　　數據來源：滴水石開

　　從專利申請和布局的時間來看，1991，1993，2001，2005，2010-2015，這幾個時間段是階段性的高峰。整體上進入21世紀后，TI在A76專利族的布局速度大幅增加，當年專利申請數據在2011年達到高峰。

　　（3）專利的地區布局

　　從專利布局的地區來看，美國是最核心的區域，637個專利成員中，543個在美國申請。美國之外數歐洲和日本較多，具體的數據如下表所示：

　　數據來源：滴水石開

　　從布局的專利分地區來看（美國區域在后續的分析中展開）：

　　A76在歐洲的布局重點偏向于IC的測試架構和測試方法（1990/1991/1993/199

　　7），接口（相關的協議，JTAG，2005-2007）

　　A76在日本的布局和歐洲類似，重點也是偏向于IC的測試架構和測試方法（1990/

　　1991/1993/2001），接口和總線（相關的協議，JTAG，1997/1999/2008/2012）

　　A76在德國的布局和歐洲1990/1991/1993/1997一致

　　A76在韓國的布局主要在1990/1991/1997，所有在韓國專利都是和測試架構和測試方法相關

　　A76在世界范圍（WO）的布局則集中在2005-2007，主要是和端口，接口（JTAG）和通訊協議相關

　　A76在中國的布局就兩個對JTAG接口的優化方面的專利

　　從以上可以看出，A76的主要成員還是在美國，美國之外基本就是在1990-1997（主要是測試架構和測試方法相關）和2005-2008（主要是接口協議通信相關）這兩個時間段有所布局。

　　從宏觀上整體過覽了一遍A76后，我們再來從微觀層面品一品。

　　（1）關鍵詞

　　在637個專利家族成員的title中，有幾個詞是大量出現的，它們是“JTAG，signaling interface（信令接口），TAP，TMS，scan（掃描），state machine（狀態機），ieee 1149.1 test（ieee 1149.1測試），test access port（測試訪問端口）”。

　　從他們出現的次數來看：

　　數據來源：滴水石開

　　JTAG是由 Joint Test Action Group來命名（也是該組織名的縮寫），是用于驗證設計并在制造后測試印刷電路板的行業標準。該標準在1990年被IEEE編入標準1149.1-1990。JTAG指定使用專用的調試端口來實現串行通信接口，以實現低能耗的訪問，而無需直接從外部訪問系統地址和數據總線。該接口連接到片上測試訪問端口（TAP），該端口實施有狀態協議來訪問一組測試寄存器，這些測試寄存器提供了芯片邏輯級別和各個部分的設備功能。

　　好吧，從上面的描述來看，我們可以看出，其實所有的關鍵詞，都和JTAG有關。因此了解JTAG是有價值的。這里提供一條JTAG的維基百科：

　　https://en.wikipedia.org/wiki/JTAG

　　在1980年代，使用球柵陣列和類似安裝技術的多層電路板和集成電路（IC）成為標準，并且在探針不可用的IC之間建立了連接。電路板中的大多數制造和現場故障是由于板上的焊點不良，板連接之間的缺陷或從IC焊盤到引腳引線框的鍵合和鍵合線所致。JTAG作為一個組織就在這樣的背景中，于1985年由幾家主要的電子制造商為了制訂一種PCB和芯片測試標準而成立，旨在提供從一個IC焊盤到另一個IC焊盤的引腳排列圖，以便可以發現這些故障。這幾家電子制造商中的其中一家，叫Texas Instruments（其它還有IBM、AT&T、Philips等）。

　　而JTAG接口是添加到芯片的特殊接口。根據JTAG的版本，添加了兩個，四個或五個引腳。設計了四針和五針接口，這樣，如果滿足特定條件，板上的多個芯片就可以將它們的JTAG線以Daisy-chained的方式鏈接在一起。

　　Daisy-chained JTAG （IEEE 1149.1）圖

　　資料來源：wiki

　　“標準的JTAG接口有4條線：TMS、TCK、TDI、TDO,分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。相關JTAG引腳的定義為：TCK為測試時鐘輸入，由仿真器給到芯片；TDI為測試數據輸入，數據通過TDI引腳由仿真器給到芯片；TDO為測試數據輸出，數據通過TDO引腳從JTAG接口輸出給仿真器；TMS為測試模式選擇，TMS用來設置JTAG接口處于某種特定的測試模式；TRST為測試復位，輸入引腳，低電平有效。TI公司的14-Pin JTAG接口（見下圖）在標準的JTAG基礎上添加了一些TI公司私有的引腳：PD（Vcc）、TCK_Ret、EMU0以及EMU1。他們的功能分別是：檢測目標板是否接好、TCK時鐘返回、仿真模式選擇。”

　　（資料來源：CSDN博主「aoxiang_ywj」的原創文章，原文鏈接：https://blog.csdn.net/baidu_37973494/java/article/details/97394852）

　　因此，看起來A76家族實際上是TI圍繞著JTAG的標準建設和話語權而重點布局的專利大族，考慮到這層意義，在TI的專利體系中，其地位很可能是顯赫的。

　　（2） 核心專利

　　從專利申請的次數（考慮時間和區域）和專利引用和被引用的情況，我們篩選出以下幾個在這個專利大族中可能是核心專利的候選成員：

　　數據來源：滴水石開

　　以上四個專利中，有兩點很重要：

　　US5001713A是A76家族的第一號成員，但是它的小家專利系列已經全部到期了

　　四個專利都出自一個人之手，這個人叫Lee D. Whetsel

　　對這四個核心專利的分析，就在下文 展開吧~

　　# 1、大神

　　上一篇文章的最后，我們篩選出TIPF-76（上篇文章中我們用A76來代指這個專利的家族，后面我們統一的命名的規則，讓其更加有意義）中我們認為最核心的4個專利：

　　數據來源：滴水研究

　　然后我們發現了這四個專利的發明人都是Lee D. Whetsel。如果從在TI的專利體系中來看，除了這四個專利外，Whetsel先生還有1473個專利——在我們總共覆蓋的TI的79474中其占比約1.8%——是TI專利的發明人中最高產的一個。從1987年6月開始到2020年2月，三十三年的跨度中，老爺子持續地在釋放能量，并且是越來越高產。

　　數據來源：滴水研究

　　從IPC來看，主要還是在G01R31領域（電性能相關的測試），圍繞著這個領域充分的耕耘和布局。而從專利族的分布來看，TIPF-76（JTAG）依然是其涉及最多的專利族和技術簇。TIPF-1482（通過掃描分配器PSD和收集器PSC對測試信號進行輸入和輸出，以從對IC進行測試）也是涉及較多的一個技術簇。其1477個專利基本上都是圍繞著IC測試來展開的。

　　這給我帶來了以下的一些感悟：

　　工程師的重要性，尤其是牛逼的工程師

　　專注并持續積累成為一個領域的頂級專家，是很難得的素質，這個可能也是一個技術人才或工程師最質樸但最優秀的素質

　　留住這些頂級人才，他能夠給企業建立或帶來深度的沉淀和持續的領先

　　我試圖去google關于這位大神更多的信息，未果。

　　# 2、核心專利族

　　在解碼TI（一）中，我們首先定位了TIPF-76這個專利家族，而從后續更多的數據整理和技術指標來看，包括在TI專利族群中擁有接近31年的最長跨度（從該族群第一個專利申請日到其最新的一個專利的申請日之間的時間計算），全球多地區的申請次數等，它確實很可能是TI專利族中最核心的一個技術簇——這反映了IC測試在IC領域中的核心地位，也說明了我們大體上的方向和思路很可能是有效的。根據這些指標，我們又篩選出來一些核心專利族群：

　　數據來源：滴水研究

　　注：這里申請次數求和并不直接體現該專利族群的總申請次數，只是在我們采用一個統一的計算方式來體現專利族群的申請情況的相對多寡。

　　接下來我們對其中其他的幾個比較有意思的專利族做些整理和分析：

　　TIPF-660

　　這個專利族在2003年的7月30-31日，兩天內完成全部布局……當然，如果我們的數據源沒有錯的話，它確實就是這樣。它包括了28個Simple Family（來自于EPO的解釋：All documents having exactly the same priority or combination of priorities belong to one patent family.）和105個專利。

　　其主要的結構列表如下：

　　數據來源：滴水研究

　　從上表中可以大概的看出，TIPF-660主要是和處理器的指令和運算相關的專利族。從專利的申請地來看，只在美國和歐洲做了布局。

　　TIPF-5532

　　這個專利族可以說是小而彪悍，總共12個applications，18個publications，然而只有一個主角，就是空間光調制器和方法（Spatial light modulator and method），最早從1984年開始布局申請。其最核心的4個專利都有著爆棚的被引量（有很多也是TI自己其他的專利引用）。

　　數據來源：滴水研究

　　這個應該就是TI在DLP上的基礎專利，不過在2005年到期了。其Claim也是盡可能地覆蓋了多種基礎結構，包括“以分層結構形成的多個像素”，“所述分層結構，包括襯底，在所述襯底上的隔離層，在所述隔離層上的第一反射層，在所述第一層上的第二反射層以及電尋址電路”等方面。這些都給予了TI在DLP上強大的護城河，即便專利到期后，保護期內的20年間TI在DLP上的持續積累也讓其繼續擴大領跑優勢，獨步天下。

　　TIPF-12360

　　這個“古老”的專利族里，我們欣喜地看到一個熟悉的名字——JACK KILBY。這可以說是集成電路的起始專利族，最早于1959年2月6日申請（閃耀著榮光的US3138743A，見下圖）。這也是TI申請了最多次的核心專利族群。

　　數據來源：US3138743A附圖

　　59個專利成員中，48個屬于同一個simple family，都是圍繞著“微型集成半導體電路”的設計，工藝，器件和制作方法來展開。集成電路對于這個世界的推動意義無需多言，這也奠定了TI在電子產業中江湖地位。

　　TIPF-1318

　　這也是TI一個持續布局，時間跨度較長的專利族群，從1987年到2003年。從內容和領域上看，它是TI在處理器的架構，仿真和測試上所布局的一個比較重要的專利族群。

　　其主要的結構列表如下：

　　數據來源：滴水研究

　　其中27407784和46250021是這個專利族群中比較重要的兩個simple family。前者主要是和運算相關，后者主要是和狀態位和條件指令相關。這些也都是處理器中非常核心的部分。

　　# 3、最近TI在布局的領域

　　首先我們整理了以下從2016年以來TI新出現的專利族群，基于專利族的專利數量，申請次數和被引用情況，從中選擇了我們認為比較有意思的一些：

　　數據來源：滴水研究

　　注*：是一個simple family，也是inpadoc family

　　同樣的，我們選擇其中的幾個來進行簡單分析：

　　70159007

　　這個專利族是TI在2019年10月布局的一個專利族。主要是以“多”為主題，多核，多處理器，多存儲庫，多端點，多級等。

　　數據來源：US2020117600A1的專利附圖

　　其主要的結構列表如下：

　　數據來源：滴水研究

　　“多”之間的相互融合和異構，面對越來越復雜的應用場景和更高的性能要求，這種融合可能是一個趨勢，隨之而來的系統復雜性和相互協調中的問題，也是需要更具智慧的解決方法。

　　TIPF-159

　　這是和DC-DC相關的一個專利族群，主要是將反激式轉換器用于執行DC-DC轉換，以便通過隔離輸入和輸出的變壓器來驅動輸出負載。

　　輸入整流器電路可用于AC-DC應用。初級側開關打開以磁化變壓器的初級繞組，并且當初級側開關關閉時，功率將傳輸到次級電路。二極管可以與次級繞組連接，以允許電流流向負載。次級側開關可用作同步整流器，以提供優于無源整流反激式轉換器的效率優勢。

　　數據來源：US10008947B2的專利附圖

　　TIPF-103

　　這個專利族群主要是和自動駕駛相關，主題就是“使用預定的視點查找表的環繞視圖的三維渲染”。

　　其方法主要是，從對應的多個相機接收特定時間的多個圖像幀。可以選擇與預定的第一虛擬視點相對應的視點變形圖，視點變形圖針對顯示屏中的每個輸出像素位置定義了多個圖像幀中的源像素位置，形成視點彎曲圖，并存儲以供以后使用。通過根據視點彎曲圖從多個圖像幀中選擇輸出圖像的每個像素的像素數據，來為顯示屏合成輸出圖像。然后將合成圖像顯示在顯示屏上。

　　數據來源：US10523865B2的專利附圖

　　然后我們來看看有哪些之前的專利族（2016年以前就存在的）現在依然保持著活力的：

　　數據來源：滴水研究

　　啊，老而彌堅的TIPF-76又在C位，預計還將持續地擴大和鞏固TI第一專利族群的地位。TIPF-1884主要是圍繞著“低功耗的邏輯電路掃描測試”相關領域持續布局，IPC領域和TIPF-76非常重合，可能也可以算是TIPF-76的僚機和編隊群中的一員。

　　TIPF-69則是和處理器相關，包括其制造方法，操作方法，以及相關的結構和通訊。其主要的結構列表如下：

　　數據來源：滴水研究

　　TIPF-260包括了59個simple family——可能是結構最松散的一個專利族群，包含內容很多，但主要都是和software debug相關（IPC為G06F11或G06F12），TI也一直在強化和積累其在軟件調試上的方法庫和技術優勢。

　　TIPF-136主要是和鎖相環，振蕩器和數字調制器相關的專利族，這些也是TI在信號鏈方面的技術基礎，不斷地加強和布局也是可以預見的。

　　TIPF-2054就只包括了一個simple family，主要是圍繞著“非易失性邏輯陣列”展開，和存儲器相關。

　　從上面的分析來看，多核多結構融合，新型電源管理和自動駕駛是TI近年來在布局的領域，而在IC測試，處理器，軟件調試，信號鏈等傳統強勢的地盤上，TI依然還是持續不斷地加碼和布局。

　　# 4、結語

　　從以上的分析中，一方面我們可以粗略地感受到TI對其核心領域的專利布局和脈絡，最近在做的哪些事情，這些也和TI的產品矩陣和業務重心相呼應。同時也給予我們對于去理解一個IC公司的核心競爭力提供一些視角上的幫助——當然這個視角肯定是不完善的，但可以通過后續更加深度的分析，比如再增加對其他的IC巨頭的解析，綜合對比，來不斷補充修繕。

　　從專利方面對TI的分析就進行到這里了。這個過程中我們也碰到了很多的問題，也在過程中不斷地嘗試和豐富自有的數據庫和分析算法。雖然還是很粗糙，也需要朋友們更多的意見指導，但正如很多其他的事情一樣，把步子邁起來，可能是最關鍵的。

　　在以后的文章里，我們再從其他的方面，來對TI進行解讀。