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晶圆制造CIM国产软件前景可期

软件目录2022-08-13 21:09:15 快审 顶置 84

 芯片和集成电路的风吹草动,在当下都能牵引国内各方的关注。

  近日,有消息称,由于技术承包方上扬软件(上海)有限公司(以下简称“上扬软件”)达不到客户中芯国际半导体CIM软件(Computer Integrated Manufacturing,计算机集成制造,半导体领域的工业软件系统统称为“CIM系统”)国产化需求,中芯国际北京12英寸晶圆厂CIM国产化项目被迫暂停。受该消息影响,中芯国际8月8日A股股价一度下跌3%,收盘时下跌2.01%。

  对此,《中国经营报》记者发邮件至中芯国际方面,截至发稿未获答复。不过,中芯国际在互动平台表示,目前公司使用的各种生产运营软件均正常运行。

  就以上消息以及CIM软件相关传闻是否会影响中芯国际北京12英寸晶圆厂工程进度的问题,上扬软件回应称,中芯国际北京项目并未暂停,目前项目负责人及团队稳定,仍在为客户进行软件开发工作。上扬软件一位员工告诉本报记者,该项目本身就是保密的,他们内部并不清楚为何被曝光,也在猜测为何会有这样的消息流出。

  针对记者提及的“上扬软件是否为中芯国际北京12英寸晶圆厂CIM国产化项目唯一技术承包方、是否会参与中芯国际其他12英寸晶圆厂CIM国产化项目”问题,该员工表示:“因客户不希望有过多曝光,所以暂不便对外透露太多。”不过,其表示,公司有一个100多人的团队在为这个项目服务,目前正处于初、中期阶段,在和中芯国际协调的过程中正常推进项目进度。

  生命级软件系统

  公司官网显示,上扬软件自1999年成立以来,在半导体、光伏和LED行业深耕细作,为上海新微、上海积塔、中芯宁波、华宏集团等半导体制造行业龙头企业提供软件解决方案。作为一家专业软件公司,上扬软件主打产品有制造执行系统(MES)、统计过程控制系统(SPC)、设备自动化方案(EAP)、配方管理系统(RMS)、数据分析系统(EDA)、故障检测分类(FDC)以及制造数据平台(MDM)等。

  据了解,上扬软件于2019年推出了新产品myCIM 4.0,该产品填补了12英寸半导体MES系统国产化的空白,使其成为国内率先拥有自主知识产权的半导体全自动化CIM软件方案的软件公司。

  那么,CIM是什么?为什么被称为晶圆代工厂的制造利器?据悉,CIM概念最早由约瑟夫·哈灵顿博士在1973年提出,他强调制造应该去除孤岛式生产方式,把产品全生命周期的各类活动包含在内,比如市场需求分析、产品概念模型设计、生产以及产品最后的报废处理等全流程活动。

  电子创新网CEO张国斌表示:“通俗来说,CIM软件就是为了提高制造业的自动化水平和运行效率,让工厂更加智能化,在半导体领域,前道的晶圆厂和后道的封测厂都离不开它的身影。”

  张国斌还指出,半导体领域的工业软件统称为“CIM系统”,它涵盖了晶圆制造中多个领域,由MES、SPC、EAP、RMS、YMS(良率管理系统)等数十种软件系统组成,被称为半导体晶圆制造及先进封测工厂内部的生命级软件系统,拥有很高的准入门槛。“其中,MES是最重要的一环,它在晶圆制造的过程中扮演指挥官的角色,完成晶圆在不同设备间的调度。”他说。

  经过近千道工序

  据公开资料,目前上扬软件已拥有4、5、6、8、12英寸半导体MES整体解决方案,该公司于2021年先后完成数亿元C1、C2轮融资,投资机构包括国家集成电路产业投资基金二期(国家大基金)、中芯聚源、浦东科投、浦东科创、哈勃资本以及深创投等。

  2021年年底,上扬软件还披露了其与中芯国际绍兴分公司合作的8英寸芯片产线CIM系统的开发和建设项目,并收到来自中芯国际绍兴管理团队的客户感谢信。此外,在12英寸半导体产线上,该公司也拥有CIM打造成功经验。

  其官网显示,上扬软件为隶属于上海韦尔半导体股份有限公司——豪威集团旗下的豪威半导体(上海)有限责任公司开发实施12英寸OCF Fab的CIM“全家桶”解决方案,豪威集团为全球前三大图像传感器供应商之一。

  据悉,这次上扬软件为豪威半导体提供的CIM“全家桶”囊括了重要的半导体生产软件系统:MES、SPC、EAP、RMS、FDC(设备失效侦测和分类)、YMS,控制管理每一片晶圆在数百台设备间的流转以及生产过程中的近千道工序,实现12英寸晶圆厂的智能制造。

  而从技术角度而言,CIM系统从8英寸到12英寸,中间的技术跨度非常大,对稳定性、可靠性的要求更高。“在12英寸晶圆制造中,要经过近1000道工序,设备、流程、工艺、配方等需要更加复杂稳定的系统去完成;同时12英寸(晶圆制造项目)投资非常大,如若发生损失,也会很大,所以对软件的成熟度要求非常高。”前述上扬软件人士说。

  除在北京外,中芯国际还在上海临港和深圳也有两座12英寸晶圆厂正在建设。中芯国际北京12英寸项目于2021年2月开始建设,一期项目计划于2024年完工,建设规模约为24万平方米,建成后将达成每月约10万片12英寸晶圆产能。“我们的推进力度按照客户工程时间走,如果没有意外的话,能保证完成。”前述上扬软件人士表示。

  按厂定制的 CIM

  与同有着“芯片之母”称号的EDA(Electronic design automation,电子设计自动化)一样,CIM也是工业软件核心赛道上的一颗明珠。在CIM软件市场上,IBM、应用材料、西门子等国外大厂具有强大话语权。

  “CIM系统基本都是国外的,是按厂定制的,主体靠自己的IT团队开发,模块会买一些现成的。”芯谋研究分析师王立夫表示,他的“前东家”就是这样,主体自己写,然后买设备厂的模块来嵌入,而IBM、应用材料、西门子、罗克韦尔等是该领域的掌舵者。

  作为全球CIM的领军企业,IBM在1995年借助自家晶圆厂和软件开发上的实力推出POSEIDEN系统,在此基础上又发布了SiView,随后将SiView应用于自己的12英寸产线。

  而应用材料作为设备领域的龙头,通过收购构建起一个主流MES系统产品线,之后采用“硬件(设备)+软件”捆绑销售的策略发展成为全球半导体MES霸主。

王立夫认为,不同于TO C的消费者体验,工业软件的用户体验更注重的是软件可靠性,需要自动化运作逻辑bug(故障)少,而不同的机器和机器耦合很考验系统整合能力。他表示,开发CIM系统主要有以下难点:“首先是不能有丝毫差错,一旦哪个环节出现问题,造成损失就难以估量,但是软件一定会有bug,必须经过大量的用户来进行使用反馈测试,新入局的企业本身用户量就很少,没有办法从足量用户那里获得回馈来修复漏洞。”

  其次,CIM是一个多工艺协调的复杂系统。“这就意味着一家软件公司仅靠自己没有办法全部覆盖半导体所有生产环节,需要和工厂里各个部门做大量的沟通协调,还要和设备厂、材料厂有海量的沟通协调,很多时候还需要设备厂额外开许可权限来接入系统。”王立夫指出,CIM定制化程度极强,每一个工厂都得当成一个单独的项目独立开发,复用性相对少一些。

  虽然工业软件国内玩家处于早期成长阶段,但在核心的MES领域也涌现出了上扬软件、赛美特、芯享科技等本土玩家。有业内人士指出,即使国内的工业软件目前发展相对艰难,但国产工业软件未来依然可期。


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