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1、第六章：集成电路知识产权的国际保护第一节 电子硬件技术的发展与集成电路保护制度的产生一、电子硬件技术的发展（一）集成电路的产生与发展1从电子管到晶体管电子管是在真空或封入气体的气密容器中设有两个以上的电极，利用电极间电子的运动，产生整流、放大或光电变换的电气特性的电子元件。电子管的外形是一个圆柱体的管子，它的直径有数毫米到几厘米。电子管上一般有两个或三个电极，电子从阴极发射，流向阳极。它是早期的电子管件。在本世纪初期，人们发明了电子管。电子管的发明，使得人们能够得到合适的无源元件（电阻、电容）以及有源元件（电子管），并将这些元件安装在底架上，用导线连在一起，制成能完成一定功能的电路。电子管的出
2、现，对人类社会产生了广泛的影响，开辟了电子新时代，出现了无线电、电视机，以至电子计算机。由于使用了电子管，计算机才成为“电子”计算机。没有电子管，就不会有今天的电子计算机。电子管是早期的电子计算机的主要构成部件。世界上第一台电子计算机ENIAC就使用了18,000多只电子管。我们把使用电子管的电子计算机称为第一代计算机，如ENIAC、UNIVAC I、IBM 700系列等机型。电子管计算机出现以后，曾被认为是人类历史上的奇迹，人们为之惊叹不已。但随着计算机技术的发展，电子管计算机已经越来越不能适应要求了。首先，由于电子管的体积重量较大，导致电子计算机的体积、重量都很大。ENIAC的运算速度为每
3、秒5,000次，在现在看来简直无法使用，却重达30吨，体积为90立方米。这种情况严重限制了计算机的推广应用。第二，随着电子计算机功能的增强，所需电子管数量剧增，一方面使计算机的成本上升，另一方面又使计算机的可靠性下降，还有就是使计算机的能耗增加。因此，随着计算机科学技术的发展，迫切需要一种新的器件来代替电子管，从而达到提高计算机的功能、缩小体积、减轻重量、降低能耗，并最终降低价格的目的。经过科学家们的努力，这种新的器件终于被找到了，这就是晶体管。早在1947年，贝尔电话实验室首先研制成功了晶体管。同电子管相比较，晶体管有很多优点，如体积小、耗电省、可靠性高。在1947至1958年期间，半导体晶
4、体管工艺不断得到完善，从而诞生了一个崭新的工业部门半导体工业。半导体工业的发展，使晶体管的体积更小、功能更强、制造工艺更先进。到五十年代中期，晶体管已经取代了电子管而在计算机上广泛应用。这时的计算机被称为第二代计算机，如IBM 7090、IBM 1401、RCA300、PHILCO 212等。由于晶体管体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、制作工艺先进，使晶体管计算机的功能增强，体积缩小，重量减轻，价格降低，可靠性提高，由此导致电子计算机开始进入经济和商业领域，发挥着巨大的作用。但是，随着计算机科学技术的发展进步，对计算机的性能等各方面提出了更高的要求，晶体管也逐渐不适应计算机科学技术的发展了。因
5、此，出现了集成电路。2集成电路的历史与现状1952年，英国雷达研究所的一位名叫达默（G.W.A. Dummer）的科学家提出了一个设想，能否按照电子线路的要求，将一个线路中所包含的晶体管和二极管以及其他必要的元件集合在一块半导体晶片上，从而构成一块具有预定功能的电路？这一设想对计算机科学技术产生了历史性的影响，这就是著名的集成化设想。在其后不久，就出现了集成电路。1958年，美国德克萨斯仪器公司的基尔比按照上述集成化设想，使用一根半导体硅单晶制成了一个相移振荡器。制作在这根硅棒上的振荡器所包含的四个晶体管等元器件已不需要用金属导线相互连接。基尔比把达默的设想付诸实践，集成电路由此产生了。集成电
6、路的诞生和发展，使人们能够把电路的元件一次制作在一块半导体材料上。同元件分立的电路相比较，集成电路具有体积小、重量轻、可靠性高、功耗省、成本低，以及适合于大批量生产等特点。集成电路迅速在各个领域中被广泛应用，发挥着巨大的作用。集成电路产生以后，得到迅速发展。其发展速度之快，水平之高，令人惊目咂舌。早期的集成电路较为简单，20世纪60年代初期所能达到的集成度的水平是一个芯片上只有几十个元件，称为小规模集成。到60年代中期，集成度的水平已经提高到几百个元件，达到中规模集成。70年代，集成度水平进一步提高，在一个芯片可以集成几千个到几万个元件，达到大规模集成。进入80年代，集成电路制造工艺进一步提高
7、，出现了在一块芯片上集成几十万个元件的集成电路，称为超大规模集成。至20世纪末，以百万为单位的超大规模集成电路已经成为个人计算机的主流芯片。集成电路的集成度、功能和可靠性虽然大幅度提高了，但其体积、重量、功耗和成本却不断下降。3集成电路的概念与特点由于集成电路产生较晚，并且正处在迅速发展变化之中，所以很难给集成电路下确切的定义。不过，从上面介绍的内容来看，我们可以得出这样一个基本概况：集成电路是一种电子电路，在这个电路中，所有的元器件都集成在一块芯片上，而不再是由各个分立的元件构成。简明不列颠百科全书对集成电路的解释是：集成电路是利用各种不同的加工工艺，在一块连续的衬底材料上同时做出大量的晶体
8、管、电阻和二极管等电路元件，并把它们互连而成。1989年5月26日签订于华盛顿的关于集成电路的知识产权条约（简称华盛顿条约）对集成电路从法律上予以定义。华盛顿条约第2条规定：“集成电路”意指一种产品，在其最终形态或中间形态中，元件（其中至少有一个为有源元件）与部分或全部互连被集成在一片材料之中和或之上，并且准备执行电子功能。虽然有关集成电路的定义各不相同，但是从这些定义中可以看出，集成电路和普通电路是完全不同的。集成电路具有以下几个方面的特点：第一，集成性是集成电路最突出的特征。集成电路中的所有元件，如晶体管、电阻、电容等，都安装在同一块晶片上，或者是叠加在一起的几块晶片上。而不是象普通电路那
9、样，各个元件都是分立的。最初的集成电路，只包含十几个元件，而超大规模集成电路，则将上百万个元件集成在不到1平方厘米左右的晶片上。集成电路的高度集成化，使其体积缩小，成本降低，而且性能更可靠。正是由于这种特性，集成电路才能在广泛的领域内被利用。第二，集成电路中各元件是紧密相连，不可分割的。组成集成电路的成千上万个元件，彼此互连，缺少其中任何一个，则其他元件均无法发挥预定功能。这就使集成电路成为一个整体，组成这一整体的各个部分相互依赖，各个元件不可分割，任何一个元件损坏，将导致整个电路的损坏。第三，集成电路中的各个元件是同时制成的。集成电路，并不是把各个事先制作的元件组装在一起而形成。集成电路上的
10、各个元件，以及元件之间的连线，都是同时制作的，事先设计在掩膜板上，通过光刻或其他工艺，加工在硅晶片上。所有元件都是一次制作而成。第四，集成电路的元件极为细小，用肉眼几乎无法辨认。因此，集成电路的制作过程和制作工艺跟普通电路的制作过程和制作工艺相去甚远。集成电路对各个方面的条件要求极为严格。研制开发一种新的集成电路需要耗费大量的人力、物力和财力，而且还需要占用大量的时间。（二）集成电路对传统法律的挑战1集成电路法律保护的必要性集成电路产生以后，在社会各个领域中得到了广泛的应用，创造了极大的经济效益。集成电路的生产引起了人们的高度重视，集成电路生产也因而成为一个利润极富而颇具吸引力的行业。但是，集
11、成电路的研制开发是一个复杂的过程，需要耗费大量的人力、物力与财力。据统计，开发一种含有1,200只晶体管的集成电路，需要投资50万美元以上，并且花费2至3年的时间。更何况现在的大规模集成电路和超大规模集成电路内含的的元件已经达到百万乃至千万个以上，其需要耗费的人力、物力、财力和时间要也是可想而知的。但是，仿制他人的集成电路却很容易，而且只需要很少的花费。如仿制上述内含1,200只晶体管的集成电路，只需投资约3万美元，花费3至6个月的时间即可。因此，许多企业为了节省研究开发费用和增强竞争能力，纷纷仿制他人的集成电路，甚至形成了专门的集成电路仿制行业。集成电路是高技术的结晶，凝聚了科研人员大量创造
12、性的脑力劳动，是智力成果的一种重要形式。对集成电路的仿制，实际上是侵犯了研制开发者的智力成果，严重侵害了他们的合法权益。受到损害的人纷纷寻求司法救济，要求保护他们的合法权益。因此，随着技术的发展，对集成电路给予法律保护的呼声也越来越高。当法律保护的缺失足以危害相关产业的发展时，立法保护的必要性也就现实地摆在人们的面前了。2版权法的无能起初，人们寄希望于版权法。1979年，美国伊利诺斯州北区联邦法院及第七巡回法院在审理一个仿制集成电路芯片设计的案件时，法官认为能在版权法中找到判决的依据，但结果未能找到。这就意味着，版权法无法为集成电路提供充分有效的保护。而且人们发现，用版权法保护集成电路也是不合
13、适的。原因如下：第一，版权法只对作品提供保护。虽然各国及有关国际条约对作品的解释差别很大，但大都认为，作品是由语言、文字、图形或符号构成的，表现一种思想的智力成果。而集成电路的布图设计，既不是由语言文字，也不是由任何图形符号构成，而是一系列电子元件的立体布局，由一系列电子元件及连结这些元件的导线构成。不论对各国立法及有关版权条约中的作品做多么广泛的解释，均不包括集成电路的这种封装在密封材料中，无法用肉眼分辨的立体布图设计。第二，即便将版权法中的作品扩及集成电路布图设计，版权法仍然无法提供充分有效的保护。版权法对作品提供保护的最重要方式之一，就是禁止他人未经版权人同意非法复制作品。但是许多国家版
14、权法规定，对立体作品的非接触复制，不被版权法禁止。而对集成电路布图设计的复制，恰恰就是非接触复制。其方法是先将集成电路芯片进行化学处理，使上面的布图设计暴露出来，然后用高倍照相机拍摄下来，再按照片将布图设计重新配置在集成电路芯片上。这种对立体作品的非接触复制，在许多国家版权法中是不被禁止的。第三，如果以版权法保护集成电路，则给集成电路的保护将过高，不利于技术的进步，影响集成电路贸易的正常进行。例如，版权法只要求作品具有独创性，即可受到保护。但是，在集成电路产业当中，有大量具有独创性但无先进性的布图设计被使用。如果仅仅要求布图设计具有独创性就可受到保护，势必影响集成电路产业的发展。此外，象版权法
15、提供作者有生之年加50年的保护期等，对集成电路而言并无意义。由此可见，用版权法保护集成电路的布图设计是不可能的，也是不可行的。那么，以专利法来保护集成电路又如何呢？3专利法的不力如果仅就集成电路芯片本身，当然可以用专利法来保护。但集成电路保护并不是保护集成电路本身，而是其中的布图设计。对于布图设计，则很难无法以专利来保护。这是因为：第一，专利法保护的是一种关于产品或方法或其改进的新的技术方案，而布图设计往往是产品的中间形态，不具有独立的产品功能，一般难以受到专利法保护。第二，专利法对发明所要求的新颖性、创造性和实用性，对于布图设计来说，是很难达到的；大部分布图设计并不具备新颖性和创造性。所以，
16、以专利法的“三性”来要求布图设计，将使大部分布图设计得不到保护。第三，专利权的范围以权利要求书的内容为准。而作为复杂的布图设计，受保护的范围难以用文字描述的方式在权利要求书中说明。第四，目前大多数国家对专利实行实质审查。由于集成电路的技术复杂性，对于布图设计的新颖性、创造性和实用性的审查，将极为困难，使得实质审查很难进行。因此，按照各国专利法，只能对其中极少数具备新颖性、创造性和实用性的布图设计给予保护，对大多数布图设计将无能为力。即便授予专利，其审查及检索工作也将相当困难。综上所述，传统的知识产权法（尤其是版权法和专利法）无法为集成电路提供充分有效的保护。但是集成电路的广泛应用又急需法律来提供保护，因此，必须突破现有知识产权法的界限，以专门立法来保护集成电路，于是产生了集成电路法。二、集成电路专门立法的产生与发展（一）美国半导体芯片法美国是世界上最早研制成功集成电
