CIM 究竟是做什么的?在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中如何掌控晶圓生產(chǎn)的大腦？

2021年已經(jīng)落下帷幕，過去一年半導體產(chǎn)業(yè)飽受“缺芯”困擾，供需也迎來結(jié)構(gòu)性變化，這使得半導體產(chǎn)業(yè)鏈中游的芯片制造環(huán)節(jié)備受關注。

回顧2021年芯片制造領域發(fā)展，半導體需求短缺大環(huán)境下，企業(yè)產(chǎn)能滿載，晶圓代工巨頭加足馬力紛紛擴產(chǎn);與此同時，并購作為半導體產(chǎn)業(yè)長期熱門話題，也在芯片制造領域頻繁上演，助力半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

在MIT科技評論看來，未來一年對半導體企業(yè)來說已是艱難的一年。眾所周知，芯片行業(yè)的定義是需求上升和下降的周期，隨著消費電子產(chǎn)品的需求停滯不前，預計今年的增長將放緩。

但對經(jīng)濟周期的擔憂——以及與制造更先進芯片相關的挑戰(zhàn)——很容易被地緣政治所掩蓋。

近幾個月來，美國對哪些芯片可以賣給中國以及誰可以為中國公司工作實施了有史以來最廣泛的限制。與此同時，它瞄準了芯片行業(yè)的供應端，推出慷慨的聯(lián)邦補貼，以吸引制造業(yè)回流美國。主要芯片公司所在地的歐洲和亞洲其他政府也出臺了類似的政策，以保持自己在行業(yè)中的地位。

隨著這些變化在 2023 年繼續(xù)生效，它們將給一個長期依賴全球分布式供應鏈和相當大的自由決定與誰做生意的行業(yè)帶來新的不確定因素。

在芯片產(chǎn)業(yè)鏈中，被國外壟斷的技術和產(chǎn)品，不止光刻機，也不止 EDA。芯片制造過程中必需的工業(yè)軟件，也曾被國際巨頭壟斷了將近 40 年，它就是芯片制造的大管家：CIM(Computer Integrated Manufacturing，計算機集成制造)。

01.掌控晶圓生產(chǎn)的大腦

CIM 是掌控半導體制造的生命級系統(tǒng)，被行業(yè)稱為制造的大腦，可以簡單地將它理解為制造相關工業(yè)軟件的集合體。它覆蓋了產(chǎn)品整個生命周期，由 MES(生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng))、EAP(裝備控制平臺)、SPC(統(tǒng)計過程控制)、YMS(良率分析控制系統(tǒng))、APC(先進過程控制)、PDC(故障偵測及分類)、RTS(FAB 實時調(diào)度排產(chǎn)系統(tǒng))等數(shù)十種軟件系統(tǒng)組成。

整個 CIM 系統(tǒng)中，MES 尤為重要，決定了整個代工廠的發(fā)展水平，成本約占 CIM 系統(tǒng)的 15%，一旦該系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將會導致上億元的損失。MES 是指揮芯片制造的一套智慧經(jīng)營系統(tǒng)，包含產(chǎn)品流定義、設備管理、材料移動管理、制品跟蹤與工藝數(shù)據(jù)管理幾個部分。由于 MES 核心地位，行業(yè)通常在提及 CIM 時連帶 MES，即 CIM / MES。

說了這么多，CIM 究竟是做什么的?

一是統(tǒng)籌管理制造生產(chǎn)流程，提升生產(chǎn)良率和效率;

二是實現(xiàn)自動化的智能制造，幫助制造商快速部署系統(tǒng)，增強在成本、質(zhì)量和生產(chǎn)周期上的競爭。

造芯，是資本的游戲。一座晶圓廠拔地而起，是數(shù)以百億美元計的投入，當晶圓廠投入生產(chǎn)，就如同每分每秒都不停歇的印鈔機，少運轉(zhuǎn)幾分就少賺幾份錢。而一顆芯片要經(jīng)歷將近上千道制造工序，任何環(huán)節(jié)都容不得差錯。CIM 便是將這一切安排妥當?shù)墓芗?，服務著生產(chǎn)良率和效率，降低每顆芯片的成本，從而獲取更多利潤。

眾所周知，如今芯片的重要性已經(jīng)上升到了非常高的位置，誠如華為那樣研發(fā)實力雄厚、技術功底扎實的科技企業(yè)，可一旦沒有了芯片，就只能不尷不尬的賣著4G手機，芯片的重要性已不言而喻。

當年的華為麒麟芯片何等風光，無論是在AI效能還是功耗，哪怕是現(xiàn)在也都是行業(yè)的第一梯隊，像是搭載麒麟9000的華為mate40，如今不僅一機難求，其價格更是超過了新品mate50，歸根結(jié)底，這就是消費者們對麒麟9000芯片的喜愛。

而要說到國內(nèi)芯片的短板，華為用親身經(jīng)歷告訴大家，在芯片設計領域，我們是不輸高通、蘋果等國際巨頭的，而我們真正的短板，主要集中在芯片制造領域，而且越高端的制造技術，越集中于少數(shù)幾個玩家手中，就拿臺積電來說，因為其高端制程工藝穩(wěn)定、成熟，所以蘋果、高通、華為、英偉達、AMD都有求于臺積電，可見芯片制造的重要性，芯片制造也是我們未來幾年的主要發(fā)力方向。

日前，國內(nèi)另一家大規(guī)模晶圓代工廠將在中芯國際之后登陸科創(chuàng)板，他就是媒體眼中一直被低估的華虹半導體。11月4日晚間，華虹半導體向科創(chuàng)板遞交了招股書，將發(fā)行不超過4.34億的新股，擬募集資金180億元。

說起華虹半導體，有些人會覺得有點陌生，但不能因此就小看這家公司。

在大陸地區(qū)，華虹半導體僅次于中芯國際，是大陸第二大晶圓代工廠，正因如此，華虹半導體準備在國內(nèi)科創(chuàng)板上市的消息，絕對算得上是一個喜訊!當年中芯國際登陸科創(chuàng)板后，獲得了大量資金支持，實現(xiàn)了14nm提速和7nm研發(fā)，有鑒于中芯國際的親身示范，華虹半導體也可以有樣學樣，只要順利上市，華虹半導體就會獲得大量資金支持，進一步增強我國在芯片制造方面的技術實力。