晶圓制造CIM國產(chǎn)軟件前景可期

晶圓制造CIM國產(chǎn)軟件前景可期
2022年08月13日 05:24 中國經(jīng)營報

  本報記者 李玉洋 李正豪 上海報道

  芯片和集成電路的風吹草動,在當下都能牽引國內(nèi)各方的關(guān)注。

  近日,有消息稱,由于技術(shù)承包方上揚軟件(上海)有限公司(以下簡稱“上揚軟件”)達不到客戶中芯國際半導(dǎo)體CIM軟件(Computer Integrated Manufacturing,計算機集成制造,半導(dǎo)體領(lǐng)域的工業(yè)軟件系統(tǒng)統(tǒng)稱為“CIM系統(tǒng)”)國產(chǎn)化需求,中芯國際北京12英寸晶圓廠CIM國產(chǎn)化項目被迫暫停。受該消息影響,中芯國際8月8日A股股價一度下跌3%,收盤時下跌2.01%。

  對此,《中國經(jīng)營報》記者發(fā)郵件至中芯國際方面,截至發(fā)稿未獲答復(fù)。不過,中芯國際在互動平臺表示,目前公司使用的各種生產(chǎn)運營軟件均正常運行。

  就以上消息以及CIM軟件相關(guān)傳聞是否會影響中芯國際北京12英寸晶圓廠工程進度的問題,上揚軟件回應(yīng)稱,中芯國際北京項目并未暫停,目前項目負責人及團隊穩(wěn)定,仍在為客戶進行軟件開發(fā)工作。上揚軟件一位員工告訴本報記者,該項目本身就是保密的,他們內(nèi)部并不清楚為何被曝光,也在猜測為何會有這樣的消息流出。

  針對記者提及的“上揚軟件是否為中芯國際北京12英寸晶圓廠CIM國產(chǎn)化項目唯一技術(shù)承包方、是否會參與中芯國際其他12英寸晶圓廠CIM國產(chǎn)化項目”問題,該員工表示:“因客戶不希望有過多曝光,所以暫不便對外透露太多?!辈贿^,其表示,公司有一個100多人的團隊在為這個項目服務(wù),目前正處于初、中期階段,在和中芯國際協(xié)調(diào)的過程中正常推進項目進度。

  生命級軟件系統(tǒng)

  公司官網(wǎng)顯示,上揚軟件自1999年成立以來,在半導(dǎo)體、光伏和LED行業(yè)深耕細作,為上海新微、上海積塔、中芯寧波、華宏集團等半導(dǎo)體制造行業(yè)龍頭企業(yè)提供軟件解決方案。作為一家專業(yè)軟件公司,上揚軟件主打產(chǎn)品有制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)(SPC)、設(shè)備自動化方案(EAP)、配方管理系統(tǒng)(RMS)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)(EDA)、故障檢測分類(FDC)以及制造數(shù)據(jù)平臺(MDM)等。

  據(jù)了解,上揚軟件于2019年推出了新產(chǎn)品myCIM 4.0,該產(chǎn)品填補了12英寸半導(dǎo)體MES系統(tǒng)國產(chǎn)化的空白,使其成為國內(nèi)率先擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的半導(dǎo)體全自動化CIM軟件方案的軟件公司。

  那么,CIM是什么?為什么被稱為晶圓代工廠的制造利器?據(jù)悉,CIM概念最早由約瑟夫·哈靈頓博士在1973年提出,他強調(diào)制造應(yīng)該去除孤島式生產(chǎn)方式,把產(chǎn)品全生命周期的各類活動包含在內(nèi),比如市場需求分析、產(chǎn)品概念模型設(shè)計、生產(chǎn)以及產(chǎn)品最后的報廢處理等全流程活動。

  電子創(chuàng)新網(wǎng)CEO張國斌表示:“通俗來說,CIM軟件就是為了提高制造業(yè)的自動化水平和運行效率,讓工廠更加智能化,在半導(dǎo)體領(lǐng)域,前道的晶圓廠和后道的封測廠都離不開它的身影?!?/p>

  張國斌還指出,半導(dǎo)體領(lǐng)域的工業(yè)軟件統(tǒng)稱為“CIM系統(tǒng)”,它涵蓋了晶圓制造中多個領(lǐng)域,由MES、SPC、EAP、RMS、YMS(良率管理系統(tǒng))等數(shù)十種軟件系統(tǒng)組成,被稱為半導(dǎo)體晶圓制造及先進封測工廠內(nèi)部的生命級軟件系統(tǒng),擁有很高的準入門檻?!捌渲校琈ES是最重要的一環(huán),它在晶圓制造的過程中扮演指揮官的角色,完成晶圓在不同設(shè)備間的調(diào)度。”他說。

  經(jīng)過近千道工序

  據(jù)公開資料,目前上揚軟件已擁有4、5、6、8、12英寸半導(dǎo)體MES整體解決方案,該公司于2021年先后完成數(shù)億元C1、C2輪融資,投資機構(gòu)包括國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金二期(國家大基金)、中芯聚源、浦東科投、浦東科創(chuàng)、哈勃資本以及深創(chuàng)投等。

  2021年年底,上揚軟件還披露了其與中芯國際紹興分公司合作的8英寸芯片產(chǎn)線CIM系統(tǒng)的開發(fā)和建設(shè)項目,并收到來自中芯國際紹興管理團隊的客戶感謝信。此外,在12英寸半導(dǎo)體產(chǎn)線上,該公司也擁有CIM打造成功經(jīng)驗。

  其官網(wǎng)顯示,上揚軟件為隸屬于上海韋爾半導(dǎo)體股份有限公司——豪威集團旗下的豪威半導(dǎo)體(上海)有限責任公司開發(fā)實施12英寸OCF Fab的CIM“全家桶”解決方案,豪威集團為全球前三大圖像傳感器供應(yīng)商之一。

  據(jù)悉,這次上揚軟件為豪威半導(dǎo)體提供的CIM“全家桶”囊括了重要的半導(dǎo)體生產(chǎn)軟件系統(tǒng):MES、SPC、EAP、RMS、FDC(設(shè)備失效偵測和分類)、YMS,控制管理每一片晶圓在數(shù)百臺設(shè)備間的流轉(zhuǎn)以及生產(chǎn)過程中的近千道工序,實現(xiàn)12英寸晶圓廠的智能制造。

  而從技術(shù)角度而言,CIM系統(tǒng)從8英寸到12英寸,中間的技術(shù)跨度非常大,對穩(wěn)定性、可靠性的要求更高?!霸?2英寸晶圓制造中,要經(jīng)過近1000道工序,設(shè)備、流程、工藝、配方等需要更加復(fù)雜穩(wěn)定的系統(tǒng)去完成;同時12英寸(晶圓制造項目)投資非常大,如若發(fā)生損失,也會很大,所以對軟件的成熟度要求非常高。”前述上揚軟件人士說。

  除在北京外,中芯國際還在上海臨港和深圳也有兩座12英寸晶圓廠正在建設(shè)。中芯國際北京12英寸項目于2021年2月開始建設(shè),一期項目計劃于2024年完工,建設(shè)規(guī)模約為24萬平方米,建成后將達成每月約10萬片12英寸晶圓產(chǎn)能?!拔覀兊耐七M力度按照客戶工程時間走,如果沒有意外的話,能保證完成?!鼻笆錾蠐P軟件人士表示。

  按廠定制的 CIM

  與同有著“芯片之母”稱號的EDA(Electronic design automation,電子設(shè)計自動化)一樣,CIM也是工業(yè)軟件核心賽道上的一顆明珠。在CIM軟件市場上,IBM、應(yīng)用材料、西門子等國外大廠具有強大話語權(quán)。

  “CIM系統(tǒng)基本都是國外的,是按廠定制的,主體靠自己的IT團隊開發(fā),模塊會買一些現(xiàn)成的。”芯謀研究分析師王立夫表示,他的“前東家”就是這樣,主體自己寫,然后買設(shè)備廠的模塊來嵌入,而IBM、應(yīng)用材料、西門子、羅克韋爾等是該領(lǐng)域的掌舵者。

  作為全球CIM的領(lǐng)軍企業(yè),IBM在1995年借助自家晶圓廠和軟件開發(fā)上的實力推出POSEIDEN系統(tǒng),在此基礎(chǔ)上又發(fā)布了SiView,隨后將SiView應(yīng)用于自己的12英寸產(chǎn)線。

  而應(yīng)用材料作為設(shè)備領(lǐng)域的龍頭,通過收購構(gòu)建起一個主流MES系統(tǒng)產(chǎn)品線,之后采用“硬件(設(shè)備)+軟件”捆綁銷售的策略發(fā)展成為全球半導(dǎo)體MES霸主。

  王立夫認為,不同于TO C的消費者體驗,工業(yè)軟件的用戶體驗更注重的是軟件可靠性,需要自動化運作邏輯bug(故障)少,而不同的機器和機器耦合很考驗系統(tǒng)整合能力。他表示,開發(fā)CIM系統(tǒng)主要有以下難點:“首先是不能有絲毫差錯,一旦哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,造成損失就難以估量,但是軟件一定會有bug,必須經(jīng)過大量的用戶來進行使用反饋測試,新入局的企業(yè)本身用戶量就很少,沒有辦法從足量用戶那里獲得回饋來修復(fù)漏洞?!?/p>

  其次,CIM是一個多工藝協(xié)調(diào)的復(fù)雜系統(tǒng)?!斑@就意味著一家軟件公司僅靠自己沒有辦法全部覆蓋半導(dǎo)體所有生產(chǎn)環(huán)節(jié),需要和工廠里各個部門做大量的溝通協(xié)調(diào),還要和設(shè)備廠、材料廠有海量的溝通協(xié)調(diào),很多時候還需要設(shè)備廠額外開許可權(quán)限來接入系統(tǒng)?!蓖趿⒎蛑赋觯珻IM定制化程度極強,每一個工廠都得當成一個單獨的項目獨立開發(fā),復(fù)用性相對少一些。

  雖然工業(yè)軟件國內(nèi)玩家處于早期成長階段,但在核心的MES領(lǐng)域也涌現(xiàn)出了上揚軟件、賽美特、芯享科技等本土玩家。有業(yè)內(nèi)人士指出,即使國內(nèi)的工業(yè)軟件目前發(fā)展相對艱難,但國產(chǎn)工業(yè)軟件未來依然可期。

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