集成电路版图相似度模型研究
0 引言
我国的《中华人民共和国反不正当竞争法》和《集成电路布图设计保护条例》对集成电路布图设计进行了不同程度的保护[1]。集成电路布图设计专有权作为芯片领域的一种专有知识产权保护形式,因其获权方式较专利权相对简单,从而成为芯片设计公司较普遍拥有的一项知识产权。《集成电路布图设计保护条例》的第三十条明确规定,复制受保护的布图设计的全部或者其中任何具有独创性的部分的行为都认定为侵权行为,并应承担相应的赔偿责任。也就是说,集成电路受该法律保护的实质要件是布图设计的“独创性”部分。而要在布图设计侵权的司法鉴定过程中获得独创性部分的布图设计,需要使用反向工程进行分析。我国《关于审理不正当竞争民事案件应用法律若干问题的解释》第十二条对合法的反向工程作了如下定义:“通过技术手段对从公开渠道取得的产品进行拆卸、测绘、分析等而获得该产品的有关技术信息”,即反向工程需付出重要劳动、技术或资金投入。也就是说,以评价、分析、研究、教学为目的的反向分析是法律许可的行为,不视为侵权[2]。
布图设计侵权的司法鉴定包括两个步骤:布图设计独创性鉴定和布图设计独创性区域的相似度鉴定。目前,集成电路布图设计相似度鉴定在行业内尚没有统一的执行标准,且司法实践中也鲜有案例可供借鉴,这给司法工作者带来了判断和执行的困难,甚至导致布图设计条例很难发挥应有的作用。北京芯愿景软件技术有限公司探索了一种较为可行的方法,即在考虑芯片工艺和相关领域后,根据版图元素耦合度大小进行模块划分,再对各模块进行相似度的比较,然后根据每个模块的重要性给出模块的权重,最后按照加权法给出整体的相似度。这种相似度的判定方法称为“版图细分加权法”。
1 版图细分加权法概述
《集成电路布图设计保护条例》第二条第二款规定了集成电路布图设计有两种表现形态:集成电路和为制造集成电路的三维配置。集成电路芯片是制造厂商根据集成电路版图对晶圆进行掩膜光照生产获得的最终产品。而集成电路版图是为制造集成电路而准备的三维配置,因此集成电路版图是布图设计的一种重要表现形式。
当侵权行为发生时,将布图登记时提交的样品芯片和侵权芯片进行对比是判定是否侵权的一个重要依据。由于集成电路芯片结构过于微观复杂,必须要借助前述的反向工程获得芯片各层次的照片才能对芯片的布图进行分析。然而,仅对登记的样品芯片的照片和侵权芯片的照片进行判断,过于依赖判断者的主观经验。本文提出了基于芯片提取得到的集成电路版图的对比方法,由于集成电路版图是为生产芯片准备的三维配置,因此采用集成电路版图(以下简称版图)的对比更加客观。
采用“版图细分加权法”的原因有如下几个方面。首先,版图相似度判定涉及制造工艺、面积、各层图元等多方面的因素;其次,版图设计通常会采用按照功能模块进行布局的方法,因此版图存在按模块划分布局的可行性;再次,版图采用分层布图方式,相似度判定需要考虑各版图层差异,按层次细分符合设计习惯和通用规则;最后,版图细分后的各部分存在重要性的差异。
“版图细分加权法”中的版图有三个要素需要考虑,分别为:芯片工艺、顶层模块布局和模块内部布局。每个版图要素需要进行细分,再进行相似度判定。芯片工艺细分为:制造工艺、金属和多晶层数、特征尺寸、芯片面积四个因素;芯片顶层模块布局细分为:模块数量、模块相对位置两个因素;影响模块内部布局相似度的原因比较复杂,涉及图元面积、图元层次、图元形状、图元相对位置及图元数量等方面,判定方法不同于其他两个要素。图1为版图要素细分图。根据本文描述的集成电路版图相似度模型,将模块内部布局定义为版图图元集合。本文详细阐述了关于版图图元集合相似度判定的方法。
图1 集成电路版图要素细分图
2 集成电路版图的相似度
集成电路版图(简称“版图”)是由版图图元(layout element)构成的,任何一个版图图元是一个在特定版图层上的多边形。记P为所有多边形构成的集合,L为所有版图层构成的集合。
定义1(版图图元):一个集成电路版图的图元e是一个二元组(p,l),其中p∈P表示这个图元的多边形,l∈L表示图元所在的版图层。
将所有的版图图元构成了的全图元集合记作E。若一个版图图元的多边形面积为0,称这个版图图元为空版图图元;反之,若一个版图图元的多边形面积不为0,称这个版图图元为非空版图图元。一个集成电路版图包含了若干个版图图元,因此有如下定义。