来源：雪球App，作者： 青岛中科育成，（https://xueqiu.com/7175330805/231161069）

近日，美国总统拜登在白宫正式签署了《芯片与科学法案2022》（CHIPS and Science Act of 2022），其中最受关注的是对芯片行业投入527亿美元补贴，试图提升美国的芯片技术研发和制造能力。该法案还试图逼迫芯片企业选边站队，限制企业在中国的投资发展。

芯片是这个时代的“原子弹”，是大国博弈的制高点，也是科技战的风暴眼。美国芯片法案的颁布，不仅预示着以芯片为代表的全球产业链脱钩愈演愈烈，更使得我国半导体国产化的重要性、紧迫性进一步凸显。在这样的“时间窗口”，半导体CIM行业有望迎来发展机遇。

制造环节的EDA

在过去的十几年中，我国的芯片产业持续高速成长，根据中国半导体行业协会（China Semiconductor Industry Association）的统计显示，在过去15年里，中国的半导体产值已增长近14倍，目前，年均增长率在16%到20%之间。但在高增长之外，我国芯片的进口比例特别是高端芯片对外依赖程度依旧处在较高水平。

若想在未来改变这种局面，我国不仅要在芯片设计、半导体材料、生产工艺等方面持续突破，更要在晶圆厂的生产制造系统方面进行迭代升级。随着国内晶圆厂的持续扩张建厂，支撑其生产制造全流程的“生命级软件”——CIM系统，或将成为晶圆厂乃至整个产业链竞争优势的关键。

CIM(Computer Integrated Manufacturing，计算机集成制造）最早是由Joseph Harrington博士在其1974年发表的论文《Computer Integrated Manufacturing》提出的，CIM是组织、管理、运营、协作智能制造企业的生产工具系统，通过创建自动化制造流程，替代人力并全面提升制造效率。

简单来说，CIM是一个智能化的过程，通过各平台对信息的收集、分析、决策，到二次分析、大数据model的预测性分析、给出决策意见都由系统完成，通过让制造自动化、集成化、系统化来提高生产效率。

随着计算机软硬件以及网络的不断发展，CIM在半导体代工厂中的运用更为广泛。以最具代表性的12英寸晶圆举例，12英寸晶圆生产线采用单晶圆片、连续流生产方式，每片晶圆的单价和成本相当高，任意一片报废，损失都非常惨重。微尘作为影响硅片品质的最大因素，时时刻刻遍布人的全身，哪怕身穿洁净服也很难避免。因此，为了保证高效精确的晶圆生产，实现高度的自动化就显得尤为重要。

一直以来，CIM系统被称为“制造环节的EDA”，EDA涉及到计算机、物理、数学等多方面交叉知识，一个EDA人才需要十年才能培养成功，而且其基础研究难度高、周期长，前期投入回报较小。和EDA一样，开发CIM也并非易事，需要非常深厚的积累和沉淀——不仅要对半导体行业有深刻的认知，还需要具有工业软件领域的基础。而且，CIM具有资本密集型、技术密集型、知识密集型的行业特征，国内部分企业只能通过其中几个子系统开始突破。

MES是芯片制造的“大脑”

CIM由制造执行系统（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）、良率管理系统（YMS）等数十种软件系统组成。

在整个CIM系统中，MES是核心，被喻为芯片制造的“大脑”，控制和管理芯片制造的全过程。MES（制造执行管理系统）是多个模块集中呈现的平台。它将整个生产流程中的工单任务信息、PCB 生产信息、工艺程序核对、产品的各工站信息、工序联锁、数据分析及报表、实时在线生产状态等都进行了数字化、系统化管理。

在半导体制造过程中，从8英寸半自动化跃升到12英寸全自动化的技术跨越度非常大，对稳定性、可靠性的要求提升太多。MES系统的导入不仅能快速缩短产品CT，提高产品质量和产量，而且能够全面提高设备综合效率，助力半导体企业降低生产成本，提高生产利润和资源的利用率，为半导体生产企业向智能制造方向发展、实现数字化转型升级打下夯实基础。

EAP（设备自动化系统）是半导体制造厂整个生产线中与设备联系最紧密的系统，它通过搜集所有生产数据和机台状态数据，再经由特定通讯协议传送到MES数据库，MES再借由数据分析监控设备和生产流程，实现了对生产线上的机台的实时监控。

YMS（良率管理系统）可以收集制造、测试以及设计不同场景和供应链各环节的数据并进行大量运算与分析，输出自动化报告，以根据需求定时提供标准的报表。

APC（先进过程控制系统）通过有效的监控工艺过程与机台，提高良率和总体设备效能。

SPC（统计过程控制系统）通过对生产过程中的工艺参数质量数据进行统计分析和描图，实现对工艺过程稳定性的实时监控和预测，从而达到发现异常、及时改进、减少波动、保证工艺过程稳定、产品总体质量稳定可靠的目的。

CIM各组成软件各司其职，各展其长，通过特定的功能协同推动，使晶圆厂的生产制作更加便捷、高效。

国内玩家不断涌现

从CIM市场格局来看，主要有两大流派，一是以美系为起始点的，还包括日本、中国台湾、新加坡的衍生系，主导厂商以应用材料、IBM等为主，目前大陆很多代工厂采用了美系厂商产品。二是韩系体系，例如，三星、SK海力士所扶持的几家企业。

这两年，在政策和资本的大力支持下，国产CIM系统也正在夹缝中突围，并跑出了几家领先企业。

提到国产半导体CIM系统企业，就绕不开上扬软件。2000年，上扬软件依靠最初的12名员工，顺利完成了绍兴华越微电子五寸晶圆厂MES的开发，同年在华越上线使用，2001年这套系统被用于上海新进半导体六寸线，至今仍被客户使用，这也是中国本土自主研发的用于晶圆厂流程的第一套MES系统。

图片来自于上扬软件官网

myCIM是上扬软件在半导体领域的主要产品，拥有产品工艺规划（PRP）、花篮管理(CMS)、工艺菜单管理(RCP)等模块。myCIM从最初的1.0版本进化为最新4.0版本。myCIM4.0攻入12英寸晶圆市场，弥补了国内12英寸晶圆MES系统产品空缺。

图片来自于上扬软件公众号

芯享科技成立于2018年，其首席战略发展官邱崧恒曾主导长江存储和泉芯的CIM系统整合；晶圆事业部技术专家张镇浩则参与过韩国三星电子、SK海力士自动化体系研发。

赛美特于2020年成立，合并了“上海特劢丝”和“固耀SEMI Integration”两家公司，其产品已用于50余座工厂。赛美特总经理闵东植曾任三星SDS常务理事及SK海力士半导体CIM研发负责人。

哥瑞利软件成立于2007年，其专注于半导体领域的智能制造解决方案，研发服务团队超过300人，拥有21项专利和111项软件著作权（含申请中）。

国产CIM崛起时机到了

毋庸置疑，国产CIM的前途是光明的。

从政策来看——2021年底国家发布了《“十四五”智能制造发展规划》，其中提到，到2025年智能制造装备和工业软件市场满足率分别超过70%和50%。重视力度的不断加大，为上扬软件等致力于打造国产半导体CIM系统的厂商提供了明确的发展指向和支持。

在市场层面，过去两年，国产替代已经成为市场和公众的共识，蔓延到整个半导体生态链和产业链。过去几十年来，在摩尔定律的指引下，芯片的集成度越来越高，半导体制造的复杂度也随之提升，晶圆尺寸从4英寸、6英寸、8英寸到12英寸，尺寸越来越大，工艺线程越来越小，晶圆厂的工序翻倍增长，多到上千道工序，生产制造从人工、半自动到全自动，智能化程度越来越高，这些都对半导体领域的工业软件提出了更高要求。随着工艺的不断升级，如果国外直接禁止CIM的迭代，那意味着高端芯片将难以制造出来。卡住CIM则相当于扼住了半导体制造的“咽喉”，国产化需求迫切。

正所谓“产业链上下游通力合作”“集中优势力量办大事”，对于半导体CIM系统的国产化推进，这一点或许尤为重要。一方面，对于国产CIM软件厂商来说，要不断打磨产品，通过一个又一个实际的落地案例来提高产品的稳定性、实用性和成熟度，增强客户的信心。另一方面，也需要国内的半导体工厂能够对本土的CIM软件容忍度高一些，给他们足够的时间去完善和解决产品导入产线过程中遇到的问题，让国产CIM软件领域巨头慢慢养成。