中国半导体智能制造，要硬更要“软”
落笔之前想起一则旧闻，去年8月，据新浪科技报道，中芯国际位于北京新建的12英寸晶圆厂的“CIM国产化项目”被迫暂停，原因是该项目的技术承包方——国内某工业软件公司无法完成中芯国际的半导体CIM软件国产化需求，最终导致项目暂停。消息一出，市场迅速作出反应，中芯国际股价开盘即跌。之后，该工业软件公司紧急回应称：中芯国际北京项目并未暂停，项目由集中开发改为远程开发，这样的方式既能解决疫情对晶圆厂的影响，也能提高效率完成客户的开发需求。
此时旧闻重提，想要表达的是，当时的谣言虽然已经攻破，但这背后映射出的不正是国产半导体领域对智能工业软件的迫切需求。时间来到2023年，在以人工智能、自动化等技术为核心驱动力的新一代工业革命下，工业软件发展所受到的关注度，比以往任何时候都来得更高。
“半导体智能软件，无论是在生产效率、资产利用率，还是提高良率、降低成本等方面，都是大有可为的。”在由芯师爷主办的2023工控MCU技术及应用创新论坛上，埃克斯工业有限公司（以下简称“埃克斯工业”）战略总监田龙在其主题演讲《智能制造系统 (AISMS)推动工业转型和升级》中，就频频强调了工业软件对半导体领域的强大赋能。
埃克斯工业战略总监 田龙
图源：芯师爷
智能制造工业软件的应用范围很广，尤其是在对良率、产能、品质等极为重视的行业，工业软件必不可少，而半导体制造恰恰就是这类行业的典型代表。从日常的衣食住行来看，半导体在生活各个方面都占据极为重要的地位，前两年疫情大流行时期，产业链受到了极大的挑战，供应紧张，下游应用端成本上升，市场波动频繁。如今随着疫情的缓解，行业逐渐迎来反弹。
事实上，历经多个周期波动，半导体市场一直表现出极强的韧性，这主要源于其对各行业的发展提供了日益强大的支持。在这强大支持的背后，是半导体制造对极高的精细化程度以及复杂流程的把控，要在上千道工序中确保人、机、料等有序协同绝非易事。
作为一家专注于为半导体和泛半导体产业提供智能制造解决方案的企业，埃克斯工业基于“ROPN底层建模技术+工业AI决策算法”研发了一系列智能工业解决方案，为半导体制造提供智能制造系统（AISMS），同时逐渐渗透其他工业领域，致力于成为中国制造业迈向“工业4.0”的有力推手。
相关数据显示，2017-2025年全球晶圆代工市场规模年均复合增长率5%，中国晶圆代工需求年均复合增长率则为12%。而在市场表现出更大需求及新机遇的另一面，行业新痛点接踵而来——晶圆厂对生产和研发效率提升的需求迫切、产品需求多样以及产线上同时生产的种类繁多、产品研发和生产时间紧张、产能不足、生产和技术资源不足……在此情况下，正是半导体智能软件发挥其指挥和控制优势的时候。
智能软件渗透到生产体系全过程
图源：截自埃克斯工业演讲PPT
近年来，国际大厂对半导体智能软件的重视度更是不减反增。百年科技大企默克联合Palantir布局半导体智能软件市场；行业传统巨擘应用材料积极扩大投资，计划未来四年实现半导体系统营收增长超60%；新思科技宣布完成对面向半导体智能制造工程设备系统和人工智能应用领域领先企业BISTel的收购，进一步扩展其行业领先的半导体制造流程控制解决方案。
事实上，工业软件是我国众多被卡脖子的领域之一，长期以来，市场由欧美大企如西门子、应用材料、新思科技等主导，国内更是鲜少企业涉足。对此，埃克斯工业早有留意，尽管道路曲折，但半导体智能软件必须实现自主可控。“埃克斯工业坚持做难但正确的事情。”田龙强调。
“我们希望通过智能化软件来强化和升级半导体装备和产线，共同打造适合中国国情的半导体智能制造系统。我们的产品系统覆盖了成熟产线和先进制程，在成熟产线方面，我们可以帮助客户提高产能，降低生产时间，提高良率；在先进制程方面，我们也可以帮助客户提高研发效率，提升产品性能，同时优化生产和产品设计。”通过智能制造系统的支持，埃克斯工业希望帮助客户从现有的信息化、自动化，朝着生产可视化、透明化以及最终智能工厂的方向演进。
智能制造系统落地场景
图源：截自埃克斯工业演讲PPT
“目前，我们的部分产品已经能做到自适应，像智能生产模拟、计划与排程APS，智能实时生产调度RTD，包括我们的预测性设备维护PdM等。”田龙介绍道。对于如何从智能软件的角度助推半导体智能制造，埃克斯工业有自己的“打法”。
比如通过装备智能化提高设备生产力。埃克斯工业基于ROPN底层建模技术实现对半导体设备的建模，通过建模系统和仿真系统找到设备内部最优调度方案，保障生产的稳定性和安全性，同时利用AI技术提升半导体设备性能。此外，还有通过设备智能调度提高生产效率，通过产线智能化提高生产力，通过智能排程和调度提高产线效率、关键工艺智能闭环控制系统、精准预测率达PPM级别（百万误差级别）的AI虚拟量测系统等。
21世纪以来，深度学习算法取得突破、大数据兴起，人工智能进入AI 2.0阶段，即以计算智能为主的新时期，而随着新一代AI技术等的应用，形成大数据驱动的新一代智能制造模式，同时孕育着新一轮工业革命。德国将新工业革命称为工业4.0，在新工业革命的愿景下，智能系统或智能机器将替代绝大部分体力劳动，减少资源、能源的消耗，使制造业实现可持续发展。其强调的智能化突出了知识自动化的重要性。
“半导体制造需要跨学科、跨技术领域的（协同），需要雄厚工业建模能力，以及数字化的包括智能装备，工控设备等方面的学科知识融合。未来我们希望能联合高校院所，包括我们的客户以及同行，一起突破这一行的关键核心技术，实现国产替代并推动产业进步。”现阶段，埃克斯工业正通过关键领域核心技术的创新赋能国产智能制造。提及未来，田龙表示，埃克斯工业希望与半导体产业链企业及高校院所等紧密合作，共同打造中国智能制造生态。
时至今日，半导体智能制造的发展，早已不是单一的追求硬件技术进步，智能化软件加持的重要性同样不可忽视，深耕于此的埃克斯工业正以实际行动赋能中国智能制造，努力做到让智能化投入成为真正生产力，一如其始终坚持的使命：用知识自动化点燃新工业革命。
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