从美国立法过程看芯片反向工程的合法性

shuszhao

美国是集成电路产业的发源地。美国于1984年制定了《半导体芯片保护法》（Semiconductor Chip Protection Act of 1984, SCPA），是最早进行集成电路布图设计立法保护的国家。《半导体芯片保护法》不仅影响了日本、韩国、加拿大、英国、澳大利亚等国和当时的欧盟成员国的立法，而且影响了世界知识产权组织的《关于集成电路的知识产权条约》和世界贸易组织的《与贸易有关的知识产权协议》,以及中国《集成电路布图设计保护条例》的制定。
时至今日，对集成电路布图提供特别权利的保护，已经成为世界贸易组织所有成员的义务[1]。我们研究美国在集成电路布图设计方面的立法过程，可以充分理解美国立法机构对反向工程的认可过程。


(一)美国的立法过程

1979年议案

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在20世纪70年代后期，美国半导体企业面临较严重的芯片抄袭问题。广泛使用的555计时器芯片只包含了25个晶体管。即使是这样简单的集成电路，在缺乏知识产权保护的情况下，竞争企业也不愿意花费时间进行重新设计。555计时器芯片的原始设计人Hans Camenzind描述了当时芯片抄袭的情形[2]：
[blockquote]
（在555定时器）芯片中的一个电阻，我原来使用的是直线形式的版图设计。电阻的阻值由该直线形状的长度和宽度之比决定。我们发现把这个电阻的阻值调大一些，芯片性能会更好。但是问题是，如果把这个电阻变大，那么我们就要重新制作整个掩膜版。为了避免这种情况，我们把电阻设计成了蛇形线，在原有的空间通过来回弯曲从而实现了更大的阻值。
我们发现在所有的仿制芯片中都出现了同样的蛇形电阻。很明显，这些竞争者只是简单地拍照，然后直接制作一个新的掩膜，连一点儿的设计工作也没有。这就是当时的常态。Signetics这么做，一些诸如仙童、德州仪器、摩托罗拉等大的竞争对手也这么做。[/blockquote]显然，这种简单的芯片抄袭导致了恶性竞争，极大地损害了原创者的权利。半导体企业首先想到的是通过登记版权来保护掩膜。但是，版权法只能保护掩膜的设计图纸，而不能保护用掩膜制作出来的芯片。半导体企业转而向美国国会提出立法需求。
1979年，美国众议院举行了关于半导体芯片保护立法的听证会，这次的议案提出对版权法做修改并将芯片掩膜和产品纳入到版权法中。在听证会过程中，业界代表在强烈支持立法保护知识产权、防止芯片抄袭的同时，亦重点提出了反向工程的重要性和必要性。代表们指出版权法带来的过度保护和反生产力（counter-productive）的问题而反对此项议案。
国家半导体公司（National Semiconductor Corp.）的代表John Finch声明[3]：
[blockquote]
国家半导体公司是美国最大的半导体企业之一。我们是模拟集成电路芯片的全球领导者，在模拟集成电路领域拥有最大的专利组合和专用产品。
我出席此次听证会并反对此项立法。该立法会降低美国企业在国际市场上的竞争力，并且提高美国消费者对半导体产品的支出…该行业的一个显著特点是快速的技术创新。这种快速创新是“第二来源”的结果…公司之间相互复制的事实是非常重要的…该项立法（如果不允许反向工程）会迫使每家企业都去“重新发明轮子”。[/blockquote]仙童公司（Fairchild）的代表Jame Early提出[4]：
[blockquote]
仙童公司自1957年就从事半导体业务。目前行业内制造集成电路的基础工艺就是仙童公司在50年代末发明的。Intel的创始人Noyce在仙童公司时发明了集成电路…仙童公司是高密度双极性存储器、发射机耦合逻辑器件等的行业领导者…仙童公司的离职员工创立了国家半导体、Intel、AMD、AMI等35家硅谷企业。
我们不清楚此项法案对历史形成的反向工程惯例会产生什么样的影响…在1976年的《版权法》中，合理使用的限制条件是不能对权利人产生经济上的负面影响。然而在半导体领域，企业开展反向工程的最终目的就是做出新产品投放到市场中参与竞争。这种行为显然会对市场上所有的竞争者产生最大程度的负面影响，当然也包括原芯片的权利人。
总之，仙童公司认为该法案既不明智，也缺乏有效性。[/blockquote]由于半导体芯片是一种工业品，实用性是其关键特征之一。通常而言，版权法不能用来保护工业品。因此，美国版权办公室也针对用版权法来保护集成电路芯片的议案，提出了大量的难以解决的法律问题。
由于各方面的反对意见，该议案被搁置。
1984年议案
芯片抄袭仍然是半导体产业界的关注点。1983年，美国参众两院分别提出了两个版本的议案。参议院提出的法案仍然沿用版权法的思路来保护布图设计，而众议院的议案则提出了一种全新的知识产权。尽管这两个议案有一些差异，但它们均认为芯片产品不同与其他版权法的作品。例如，两个议案提出的保护期限均为10年，并且与其他作品的专有权范围不同。
修改权和改编权是著作权的专有权利。针对集成电路行业的特点，两个议案均没有将修改权和改编权纳入布图设计的专有权保护范围。参众两院一致认为，任何人都有权利对他人芯片的布图设计进行反向工程，并在反向工程的基础上做出新的芯片参与市场竞争[5]：
[blockquote]
无论是最终生效的《半导体芯片保护法》，还是参众两院提出的前期议案，均没有将已有芯片的修改权作为权利人的专有权。事实上，《半导体芯片保护法》和它的立法过程充分且清晰地表明：任何人对他人的布图设计进行反向工程，并且在受保护的布图设计基础上做出自己的新芯片都是无须承担法律责任的。当然，新的芯片不能完全抄袭原有芯片或者只是进行了无关紧要的修改。尽管（反向工程）会在部分程度上造成“搭便车”的现象，这也是在法律的许可范围内。[/blockquote]在众议院听证会上，Intel公司的Thomas Dunlap作为产业界的代表，支持立法保护半导体芯片的知识产权；同时也提出了反向工程的合法性，发表以下意见[6]：
法律应当允许企业分析他人的芯片，绘制出该芯片的电路原理图，然后设计出一个新的布图设计。这种新布图设计在功能上与原芯片完全等价，但有不同的视觉形态。这样，该企业可以提高芯片的性能，缩小芯片面积并降低芯片的制造成本。
对于反向工程可以节省研发时间这一点，Dunlap认为是正常的。他举了一个例子，一款芯片正向设计花费了3.5年时间；反向工程过程中，根据照片绘制出电路图、再进行仿真和重新设计版图，总共可能花费1.5年时间。Dunlap认为这种节省工作量的反向工程是合法的。
在听证会上，Intel公司的高级副总裁Leslie Vadasz向立法委员会递交了一封书面信，发表了对此次立法的意见。其中他对芯片的“第二来源”的兼容性做出了解释[7]：
[blockquote]
尊敬的Mathias参议员：
…我是一名电气工程师，在固态电子半导体的设计和开发领域工作了22年。由于我在半导体存储器和处理器设计和开发方面的出色成就，我入选为IEEE院士（该组织授予的最高荣誉）。所以，我认为我有能力对这些问题发表意见。
…
当一个公司决定对市场上某款芯片提供“第二来源”的兼容产品时，兼容产品不仅在功能上需要与原芯片一致，在各项规格指标和测试数据上也需要与原芯片完全一致。换言之，兼容产品与原芯片完全可替换：在原芯片能够使用的设备上，兼容芯片也必须能够使用。[/blockquote]美国众议院报告中，对反向工程进行明文许可做出了如下解释[8]：
[blockquote]
根据产业界代表提供的证词，行业内已经建立起了这样的惯例：对他人的芯片进行拍照并分析该芯片的功能，然后设计出电气和物理性能指标与原芯片完全兼容的新芯片。这种惯例促进了公平竞争，并且为芯片产品提供了“第二来源”，这就是本委员会允许竞争者对布图设计进行拍照复制的动机。
委员会同时允许在反向工程的限制下，（竞争者）无需授权即可对受保护的布图设计进行重新设计，并且新的布图设计可以在很大程度上与原布图设计相近。新布图设计应当是基于充分的研究和分析的成果，而不是缺乏研究和分析的简单抄袭行为。[/blockquote]明尼苏达大学法学院教授Raskind认为，允许反向工程是《半导体芯片保护法》的巅峰点（capstone）[9]。Raskind认为[10]：
《半导体保护法》接受了“复制”作为市场竞争的一种行业惯例。业界代表在寻求防止芯片被抄袭的同时，坚持要保留和鼓励“反向工程“这种创造性的复制。
国会引入“反向工程”的概念作为布图设计权利人的一种权利限制，是知识产权立法的创新，将产生超越《半导体芯片保护法》更广泛的影响。


(二)美国立法过程中体现的立法精神

充分保护反向工程
根据美国国会的《半导体芯片保护法》立法过程，我们可以得到如下立法精神：
首先，知识产权法律要兼顾权利人的利益和公众的利益，原先拟采用版权法保护集成电路的布图设计会造成过度保护和反生产力的问题。集成电路行业有特殊性，两个芯片产品在电学和物理规格上即使存在极细微的差异，也会造成芯片之间无法共同工作。如果不允许反向工程，那么市场上最先推出的集成电路产品一旦被广泛使用，则会形成垄断。任何竞争者推出的同等功能、但不兼容的芯片产品是难以获得市场认可的。
其次，反向工程是一种业界惯例，其主要目的是作为产品的“第二来源”，其天然具有盈利性。即使是集成电路产业界领先的企业，亦认可竞争对手通过反向工程推出兼容性产品产业市场竞争。法律对这种创造性的“复制”是允许和鼓励的，这能够促进技术进步和增加消费者的选择。
最后，布图设计的权利与版权有显著不同，因此美国国会通过特定（Sui Generis）立法来保护布图设计，而不是将布图设计纳入版权法保护。其中的一个原因在于：版权法中也规定了对他人作品的合理利用，但合理利用的条件是不能对权利人造成经济上的负面影响。而布图设计的反向工程作为合理使用的一种形式，其目的就是为了做出兼容产品参与市场竞争，从而肯定会对原权利人造成经济上的负面影响。
区分反向工程和芯片简单抄袭
《半导体芯片保护法》对反向工程和芯片盗版进行了区分。反向工程花费了可观的研究和分析工作；而芯片盗版则是简单的抄袭，没有研究和分析工作[11]：
[blockquote]
合法的反向工程在设计兼容芯片过程中投入了可观的工作量和支出…合法的反向工程通常会留下大量的文件资料，包括计算机仿真结果记录以及工程师花费大量时间用来理解和搞清楚布图设计原理的时间记录。[/blockquote]电路原理图在评价、分析、研究他人的集成电路中起到重要的作用。电路原理图是集成电路设计思想的一种抽象表达方式，不能用来制造集成电路。电路原理图将集成电路的设计思想以模块化、层次化、符号化的形式进行表达，设计工程师能够理解集成电路的功能、参数等特性，并且进行计算机仿真和改进。设计工程师根据改进后的电路原理图可以重新做出独创性的布图设计。


(三)对反向工程的具体规定

从20世纪70年代后期开始，在美国众议院主持下，经过大量听证和论证，最终在1984年形成了国际上第一部对集成电路布图设计进行保护的法律——《半导体芯片保护法》。在本法中906(a)条对大家关注的“反向工程”进行明确规定：具体表述如下[12]：
[blockquote]
(a) 尽管有905条的规定，下述行为不构成对掩膜作品权利人专有权的侵犯：
(1) 单纯为了教学、分析或研究掩膜作品中的概念或技巧，或者掩膜作品所使用的电路、逻辑流向或构成成分，任何人都可以复制受保护的掩膜作品；
(2) 任何人可以在上述(1)的分析和评价基础上，将其结果用于创作出独创性的掩膜作品以销售。[/blockquote]《半导体芯片保护法》所规定的反向工程的例外，是对于当时的芯片产业惯常做法的肯定。根据这种做法，竞争者可以对他人已经上市的芯片产品进行研究和分析，然后在研究和分析的基础上设计和生产新的芯片产品，并形成与他人的竞争。
美国国会允许在分析评价基础上做出兼容性产品获利。根据众议院报告，《半导体芯片保护法》906(a)(1)中的“单纯”（solely）是针对“芯片抄袭”而言的，即限定这种复制不能用于直接抄袭[13]：
[blockquote]
本委员会允许竞争者对布图设计进行拍照…这里的复制“单纯用于教学、分析和评价”蕴含在芯片中的思想和技术等，而不能（将复制）用来大规模销售产品而侵犯原芯片的权益。[/blockquote]

(四)美国立法的影响

反向工程对市场良性竞争的促进作用
       美国《半导体芯片保护法》对反向工程的认可在以下两个方面的促进了市场良性竞争：
第一，如果竞争者要通过反向工程来设计兼容性产品，那么必须包含充分的重新设计的过程。这种重新设计过程延长了竞争者推出兼容产品的时间，从而使原始创新者可以有更多的时间来获取市场回报并收回研发投入。同时，重新设计的过程加大了竞争者的成本，从而使兼容性产品的市场定价更加合理。
第二，竞争者在反向工程的基础上，必须进行正向设计，因此竞争者需要对原芯片的布图设计蕴涵的电路设计原理和技术做充分的分析和理解，从而能够提升设计能力，促进技术进步，推出更好的兼容性产品。


美国立法对他国立法的影响

半导体行业成为了反向工程通过国际条约明文保护的唯一行业[14]。《半导体芯片保护法》不仅影响了日本、韩国、加拿大、英国、澳大利亚等国和当时的欧盟成员国的立法，而且影响了世界知识产权组织的《关于集成电路的知识产权条约》和世界贸易组织的《与贸易有关的知识产权协议》。中国在2001年4月颁布的《集成电路布图设计保护条例》的立法精神与以上法律几乎完全吻合，其中对反向工程的规定与《半导体芯片保护法》的906(a)条和《关于集成电路的知识产权协议》的第6(2)条的也实质相同。我国的《集成电路布图设计保护条例》二十三条规定：
[blockquote]
第二十三条　下列行为可以不经布图设计权利人许可，不向其支付报酬：
(一)为个人目的或者单纯为评价、分析、研究、教学等目的而复制受保护的布图设计的；
(二)在依据前项评价、分析受保护的布图设计的基础上，创作出具有独创性的布图设计的；
(三)对自己独立创作的与他人相同的布图设计进行复制或者将其投入商业利用的。[/blockquote]关于二十三条中有“单纯”的表述，如果只是单纯理解字面意思是无法得到“单纯”真实含义，需要通过以上几部法律的中英文表述来进行理解，具体过程如下：
《关于集成电路的知识产权协议》的第6(2)条规定：
[blockquote]
（二）不需要权利持有人许可的行为
（A）虽有第（一）款的规定，如果第三者为了私人的目的或者单纯为了评价、分析、研究或者教学的目的，未经权利持有人许可而进行第（一）款（A）（1）项所述行为的，任何缔约方不应认为是非法行为。
（B）本款（A）项所述的第三者在评价或分析受保护的布图设计（拓朴图）（“第一布图设计（拓朴图）”）的基础上，创作符合第三条第（二）款规定的原创性条件的布图设计（拓朴图）（“第二布图设计（拓朴图）”）的，该第三者可以在集成电路中采用第二布图设计（拓朴图），或者对第二布图设计（拓朴图）进行第（一）款所述的行为，而不视为侵犯第一布图设计（拓朴图）权利持有人的权利。
（C）对于由第三者独立创作出的相同的原创性布图设计（拓朴图），权利持有人不得行使其权利。[/blockquote]通过对比《半导体芯片保护法》的906(a)条和《关于集成电路的知识产权条约》的6(2)条的英文原文，我们注意到两者采用了基本一致的表述[15]。根据美国众议院对《半导体芯片保护法》的报告，《关于集成电路的知识产权条约》中的“单纯”（sole purpose）也是针对“芯片抄袭”而言的[16]。
参考文献：
1.中国社会科学院知识产权中心研究员，博士生导师，李明徳《美国<半导体芯片保护法>研究》，载于《知识产权研究》2004年第3期，28页。
2 Dan Callaway, &quotatent Incentives in the Semiconductor Industry", Hastings Business Law Journal, 2008, p138.
3 美国众议院听证会记录, Copyring Protection for Imprinted Design Patterns on Semiconductor Chips, House Hearing, H.R.1007, 1979, p51-55:
This industy would be forced into a position where reverse engineering is unavailable and illegal…This industry may be forced back to a position where every company must “reinvent the wheel”.
4 美国众议院听证会记录, Copyring Protection for Imprinted Design Patterns on Semiconductor Chips, House Hearing, H.R.1007, 1979, p55-61:
If this bill were to pass it is not clear what effect it would have on such historically-practiced reverse engineering…In discussions of acceptable limits of fair use prior to passage of the Copyright Act of 1976, fair use was limited so as not to have an economic impact on the copyright owner. In the semiconductor industry, the ultimate purpose of reverse engineering is to place a product on the marketplace, so as to have the maximum possible economic impact on all competitors including the copyright owner
5   Samuelson, “Creating a New Kind of Intellectual Property: Applying the Lessons of the Chip Law to Computer Programs”, 70 Minnesota Law Review, 1985. p495-496:
It is interesting to note that neither the chip law eventually enacted nor any of its predecessor bills contained a provision giving the chip designer an exclusive right to prepare derivative works based on the protected chip design. In fact, the Act and its legislative history make it abundantly clear that persons who "reverse engineer" the layout of a particular chip that is, persons who use the protected design as a basis for their own chip design-will be shielded from liability so long as they do not copy the chip exactly or make only insignificant changes. This is so despite the fact that the reverse engineer may be taking a partial "free ride" on the research and development investment of a more innovative firm.
6 Pamela Samuelson, Suzanne Scotchmer, “The Law and Economics of Reverse Engineering”, Yale Law Journal, 2002. p23：
A reverse engineering firm should be allowed to analyze the chip, draw a circuit schematic of the chip, and then layout a different pattern. This pattern could be used to fabricate a version of the semiconductor which is functionally equivalent to the original chip but has different visual patterns on it. The reverse engineering firm could then improve the performance of the chip, reduce the size of the chip, and reduce the overall manufacturing costs of the chip.
7 美国众议院听证会, House Hearings 1983, p37:
When a company decides to become a second source for a chip already on the market, it will probably want it to be equivalent to the first chip not only functionally but in terms of specifications and test data; that is, the second chip would be so fungible with the first chip from a production standpoint that it would not make any difference which one was placed into the equipment for which the chip is targeted.
8 美国众议院报告, The House Report on the Semiconductor Chip Protection Act of 1984:
Based on testimony of industry representatives that it is an established industry practice to similarly make photo-reproductions of the mask work in order to analyze the existing chip so as to design a second chip with the same electrical and physical performance characteristics as the existing chip (so-called ''form, fit and function'' compatibility), and that this practice fosters fair competition and provides a frequently needed ''second source'' for chip products, it is the intent of the Committee to permit such reproduction by competitor.
It is the intent of the Committee to permit, under the reverse engineering limitation, the ''unauthorized'' creation of a second mask work whose layout, in substantial part, is similar to the layout of the protected mask work--if the second mask work was the product of substantial study and analysis, and not the mere result of plagiarism accomplished without such study or analysis.
9 Leo Raskind, “Reverse Engineering, Unfair Competition, and Fair Use”, 70 Minnesota Law Review, 1985. p385:
The statutory framework of the reverse engineering provision is the capstone of the Chip Act.
10 Pamela Samuelson, Suzanne Scotchmer, “The Law and Economics of Reverse Engineering”, Yale Law Journal, 2002. pp24:
One commentator observed that the SCPA “accepts copying as the industry norm of competition. The industry spokespersons, while seeking protection from piracy as they perceived it, were insistent on preserving and encouraging the industry practices of creative copying, a practice known to them as reverse engineering.”
Professor Raskind predicted that “[w]hen Congress introduced the concept of ‘reverse engineering’as a limitation on the rights of an owner of protected industrial intellectual property in the Semiconductor Chip Protection Act of 1984 (‘the Chip Act’), it effected an innovation in the law of intellectual property that has ramifications wider and deeper than the Chip Act itself.”
11  Richard H. Stern, “Determining Liability for Infringement of Mask Work Rights under the Semiconductor Chip Protection Act”, 70 Minnesota Law Review, 1985. pp328:
The distinction between a semiconductor chip company that invests its own substantial labor and expenditures in developing the second chip, and a company that cuts corners and avoids the expense of independent chip layout work is critically important. One witness testifying before the Committee noted that a legitimate job of reverse engineering leaves "a very big paper trail" made up of computer simulations, time records, and other compilations.
12 美国《半导体芯片保护法》Protection of Semiconductor Chip Products, 906(a):
Notwithstanding the provisions of section 905, it is not an infringement of the exclusive rights of the owner of a mask work for—
(1) a person to reproduce the mask work solely for the purpose of teaching, analyzing, or evaluating the concepts or techniques embodied in the mask work or the circuitry, logic flow, or organization of components used in the mask work; or
(2) a person who performs the analysis or evaluation described in paragraph (1) to incorporate the results of such conduct in an original mask work which is made to be distributed.
13 美国众议院报告, The House Report on the Semiconductor Chip Protection Act of 1984:
…it is the intent of the Committee to permit such reproduction by competitors where such reproduction is ''solely for the purpose of teaching, analyzing, or evaluating'' the concepts, techniques, etc., embodied in the work, rather than mere wholesale appropriation of the work and investment in the creation of the first chip
14   Pamela Samuelson, Suzanne Scotchmer, “The Law and Economics of Reverse Engineering”, Yale Law Journal, 2002. pp26-27:
The semiconductor chip industry, as a consequence, is the only industry whose reverse engineering activities are expressly protected in an international intellectual property treaty.
15 《关于集成电路的知识产权条约》Treaty on Intellectual Property in Respect of Integrated Circuits, Article 6(2):
(a) Notwithstanding paragraph (1), no Contracting Party shall consider unlawful the performance, without the authorization of the holder of the right, of the act of reproduction referred to in paragraph (l)(a)(i) where that act is performed by a third party for private purposes or for the sole purpose of evaluation, analysis, research or teaching.
16 参见11。