<專利申請系列－什麼東西能申請專利>
<GIPR Channel>的文章已進入新的系列－半導體產業。未來的每一期將會逐步的展開，解析半導體產業的各種技術領域之應用，希望透過淺顯易懂的案例，就能吸收熱門產業的創新點子。
韌體在半導體產業中的應用，是當前科技發展中不可或缺的一環。隨著電子產品的複雜性與功能不斷提升，韌體所扮演的角色日益重要。它不僅是連接硬體與軟體的橋樑，更是保證設備高效運行的關鍵所在。無論是在消費性電子產品、工業自動化，還是物聯網設備中，韌體的功能與應用已經成為促進技術進步的核心動力。本期”什麼東西能申請專利”我們就來看看關於半導體產業的軟體應用。
《孫子．謀攻》知彼知己者，百戰不殆。擬定智財競爭策略，贏得市場競爭優勢。
目次
- 半導體產業的韌體應用能申請專利嗎？
- 發明專利案例
- 新型專利案例
- 設計專利案例
- 下期預告－半導體產業於電資領域的應用
一、半導體產業的軟體應用能申請專利嗎？
<<強哥提醒！若您不想看細節，只需知道韌體是軟體和硬體之間的橋樑，是確保各種設備能夠正確運作的關鍵。此段內容您可只看圖表唷！>>
（一）韌體的核心角色：在半導體產業中的應用
在半導體產業中，韌體的功能扮演著極其重要的角色。韌體不僅是軟體和硬體之間的橋樑，同時也是確保各種硬體設備能夠正確運作的關鍵所在。以下是韌體在半導體產業中的幾個主要應用及其重要性：
| 功能 | 韌體特色 | 實際應用例子 |
| 操控硬體 | 負責硬體的基本運作與指令 | BIOS、家電控制系統 |
| 確保通訊 | 硬體間的數據傳輸與協作 | 物聯網設備中的感測器通訊 |
| 性能提升 | 通過更新修正錯誤和漏洞 | 智能手機韌體更新 |
| 安全防護 | 針對安全漏洞進行預防 | 網路設備的韌體安全更新 |
（二）MCU 的角色：驅動韌體在半導體中的應用
在半導體產業中，微控制器單元（MCU）扮演著舉足輕重的角色，其韌體的效率直接影響到產品的整體性能。MCU 是一種集成了處理器、記憶體和其他必要元件的小型電腦，廣泛應用於消費性電子、工業自動化等領域。關鍵是高效能的處理能力、內建多功能週邊、即時操作系統（RTOS）的支持、靈活的編程能力、降低功耗與成本。那麼，MCU 如何有效提升韌體的效率呢？以下是幾個關鍵特性：
| 特性 | 8 位元 MCU | 16 位元 MCU | 32 位元 MCU |
| 處理能力 | 基本計算能力 | 中等計算能力 | 高效能計算能力 |
| 週邊設備 | 限制少數功能 | 提供較多功能 | 多功能集成 |
| 系統穩定性 | 不支援RTOS | 有限支援 | 全面支援 |
| 功耗 | 較高 | 中等 | 低功耗設計 |
| 應用範圍 | 簡單應用 | 中等複雜應用 | 高階與複雜應用 |
（三）韌體應用的未來：科技進步與市場挑戰
在未來，韌體市場將面臨多重趨勢和挑戰，尤其是在快速發展的科技環境中。以下是幾個關鍵的未來趨勢：
| 趨勢類型 | 詳細描述 |
| AI 驅動技術 | 韌體整合AI功能以提升智能化水平 |
| 綠能政策 | 設計韌體需考慮能源效率與環保性 |
| 車用半導體需求 | 需求增加，韌體需支援複雜的車用功能 |
（四）接著，判斷「半導體產業的韌體應用」能否申請專利？具不具備技術或設計？若要提升「技術性或設計性」，例如硬體與軟體深度結合、系統整合效率提升、以及安全與可靠性增強等。強哥的創新建議是：
- AI 加速與智慧化韌體
- 方向：利用韌體層直接支援 AI 加速器（如 NPU、TPU）和機器學習推論引擎。
- 應用：
- 韌體直接優化模型載入與運行（減少從作業系統到硬體的延遲）。
- AI 功能嵌入到晶片控制流程，例如自動調整功耗、頻率、散熱策略。
- 功耗管理與能源最佳化
- 方向：韌體層負責實時調整電壓、頻率、電源域啟閉（power gating）。
- 應用：
- IoT 裝置透過韌體實現超低功耗模式（睡眠/喚醒控制）。
- 車用半導體中，韌體可動態切換運行模式以延長電池壽命。
- 安全性與防駭（Secure Firmware）
- 方向：從韌體層開始建立信任根（Root of Trust）。
- 應用：
- 韌體加密與驗證（Secure Boot），防止惡意韌體注入。
- 晶片內部安全模組（TPM/TEE）韌體管理。
- 可重構與 OTA（Over-The-Air）更新
- 方向：讓韌體可根據應用場景動態更新、重組，甚至在出廠後增強硬體功能。
- 應用：
- 車用晶片 OTA 韌體更新（ADAS、新增功能）。
- 智慧家電韌體持續優化效能與相容性。
- 晶片驗證與自我修復（Self-healing Firmware）
- 方向：韌體不只控制硬體，還能偵測異常、隔離故障並自動修復。
- 應用：
- 記憶體控制器韌體檢測並重新映射壞塊。
- 高可用性伺服器晶片透過韌體進行熱修復（Hot Patch）。
<實際上還有許多例子，如果有興趣歡迎私下與強哥延伸交流>
最後，有沒有存在法定不予專利的事由？例如：
- 沒有涉及生物學方法、人類或動物之診斷、治療或外科手術方法；
- 不可以有妨害公共秩序或善良風俗的內容；
- 不能只是純功能、藝術或電路布局；
- 不能是單純的自然發現、科學原理、中文輸入/語言/數學/遊戲方法或規則本身、人為方法(如以手指夾球)、商業方法、傳統技藝等。
- 特別需要留意的是：單純的設計概念、單純程式碼本身，應屬於著作權。
二、專利案例
（一）發明專利，其重點在於必須具有「技術性」；發明專利保護利用自然法則之技術思想的創作，包括構造、方法、功能、技術、製造、使用方便性等方面之技術改良或突破。因此，強哥認為「半導體產業的韌體應用」具有較高的技術層級，理所當然應取得發明專利。以下舉出發明專利案例讓大家瞧瞧：
- 一種具有韌體版本覆蓋機制的電子裝置及其韌體運作方法(專利號I888182)，申請日期2024/06/19，本發明專利其核心概念在於優化韌體的儲存空間與執行效率，透過允許不同版本的韌體共用部分記憶體空間。該機制主要涉及處理電路如何從儲存單元中讀取韌體，並在需要時無縫切換至不同的韌體版本，同時透過位址重定義技術確保不同版本韌體能夠正確存取共用與非共用的記憶體區域，進而提高系統的精確度和效能。
（二）新型專利，其保護的是有形物品，而非技術概念或製造方法。因此，如果申請的「半導體產業的韌體應用」專利有涉及到物體之構造組合(如硬體的系統框架、架構、裝置、模組等)，仍有可能得到保護，但強哥必須強調，新型專利不能單純申請「方法」，可考慮申請「系統」。以下舉出個新型專利案例跟大家分享：
- 一種非對稱半橋返馳變換器電源及其控制晶片(專利號M641650)，申請日期2022/06/23，本新型旨在透過一個專用控制晶片，管理兩個驅動訊號，分別控制電路中的極性電晶體和金屬氧化物半導體電晶體的導通與關斷。此外，該晶片還整合了多種偵測功能，包括退磁偵測、諧振狀態偵測、輸出回饋以及主功率環電流偵測，以確保電源供應器的高效率、穩定性和可靠性。此設計提供了一種結構簡單且安全高效的解決方案，能有效提升系統效率並降低成本，特別適用於需要高功率密度和小型化的電子產品。
（三）設計專利，其必須「應用於物品」、「透過視覺訴求」，表示設計必須透過視覺方式呈現，因此，韌體相關技術並不適合申請設計專利。
三、結語：下期預告－半導體產業於電資領域的應用
總結來說，半導體產業中的韌體應用，韌體作為軟硬體核心，是設備高效運行的關鍵，推動技術進步。因此，擬定智財策略並進行專利布局，對贏得市場競爭優勢至關重要。在專利申請方面：韌體因具高「技術性」，應取得發明專利，如優化韌體儲存與效能的方法。新型專利則保護有形物品之構造組合，不適用單純方法。設計專利需視覺呈現，韌體技術不適合；單純程式碼屬著作權。為提升競爭力，未來韌體創新應聚焦：AI加速、功耗管理、安全性、OTA更新與自我修復。企業應積極針對韌體技術創新進行發明專利布局，以有效提升產品性能、降低成本，進而在市場中取得顯著優勢。
當然，研發創新、市場行銷、經營管理者應把時間、精神智力都灌注在本職上，因此挖掘智財、申請專利、智財策略的工作就交給專家吧！如果有興趣找強哥談談，讓強哥協助您取得所需重要資訊、追蹤技術、專利挖掘、迴避風險，歡迎與強哥聯繫。
在下一期的<GIPR Channel>文章裡，強哥會介紹半導體產業的韌體應用案例，未來逐步的延伸討論網通、雲端、IOT、大數據、ITC、機械結構、硬體、基礎物理、化學或工控等技術，希望透過淺顯易懂的介紹，就能吸收這些熱門產業的創新點子。若你也想知道還有什麼東西可以申請專利。敬請期待！