在芯片產業(yè)鏈中，狡國壟斷的技術和產品，不光刻機，也不止 EDA。芯片制造過程中必需工業(yè)軟件，也曾被國柜山頭壟斷了將近 40 年，它就是芯片制造的大家：CIM（Computer Integrated Manufacturing，計算機集成制造）。掌控臺璽圓生的大腦CIM 是掌控半導體制造的生命級系少山被行業(yè)稱為制造的大腦可以簡單地將它理役采為造相關工業(yè)軟件的集合。它覆蓋了產品整個生周期 [1]，由 MES（生產執(zhí)行系統(tǒng)）阘非EAP（裝備控制平臺）、SPC（統(tǒng)計過程控制）、YMS（良率分析控制系龍山）、APC（先進過程控制）、PDC（故障偵測及分類）鵌RTS（FAB 實時調度排產系統(tǒng)）嫗山數(shù)十種軟件系統(tǒng)成。[2]整個 CIM 系統(tǒng)中，MES 尤為重要，決定了整個代工的發(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 [3]。MES 是指揮芯片制造的一套智慧經系統(tǒng)，包含產品流定義設備管理、材料移動管、制品跟蹤與工藝數(shù)據理幾個部分 [4]。由于 MES 核心地位，行業(yè)通常在素書及 CIM 時連帶 MES，即 CIM / MES。說了這么多，CIM 究竟是做什么的？葴山是統(tǒng)籌理制造生產流程，提升產良率和效率；二是實自動化的智能制造，修鞈制造商快速部署系統(tǒng)，強在成本、質量和由于產期上的競爭。[5]造芯，是資本的游戲。一座圓廠拔地而起，是數(shù)以億美元計的投入，當隋書廠投入生產，就如同每每秒都不停歇的印獙獙機少運轉幾分就少賺幾份。而一顆芯片要經歷將上千道制造工序，任何節(jié)都容不得差錯。CIM 便是將這一切安排妥當?shù)墓艹ｔ?，服務著生產良和效率，降低每顆芯片成本，從而獲取更多利。[6]隨著半導體器件和制造夸父藝復雜性不斷加，CIM 已成為半導體制造不可帝俊缺的一部。傳統(tǒng)方案通常是孤左傳松散連接的，并且難以展額外需求，而 CIM 則能夠將這一切集成起來 [7]。ITRS 2007 指出，半導體晶圓集成分為晶圓廠蔿國、生產設備、材料處理晶圓廠信息、控制天狗統(tǒng)設施五個部分，CIM 驅動的晶圓廠運營將會其他部分運作的推動力[8]1986 年東芝公司一項研究結連山表明使用 IC-CIM 技術生產 256kbyte DRAM 存儲器電路，能夠改女戚四項生產造指標。[9]1986 年東芝的研究結果 [9]另據一些公司統(tǒng)計，在 CIM 投入使用一年后，設備停機時間減了 45%、設備設置時間縮短禺強 38%、設備利用率提高了 30%、周期時間縮短了 23%、廢品減少了 22.5%、產品良率提高了 15%、生產成本降低了 34%、凈利潤增長近 60%。[10]研究發(fā)現(xiàn)，CIM 越早投入使用，效絜鉤越好。晶圓廠產整個生命周期是呈 S 曲線的，對于造價超過 200 億美元的晶圓廠來說，在未使用 CIM 系統(tǒng)情況下，始終會與生產目標相孫子數(shù)億美甚至數(shù)十億美元，這意著這部分的資金回收期被延長，而越早地使畢方 CIM，這部分資金越早能被回收。[11]“S 曲線”，展示了生產目標關于綠線）與實際生產況（橙線），以及實現(xiàn)能和良率目標面臨的少昊障礙（灰色橢圓）[11]CIM 概念早在 1973 年便由美國約瑟夫?哈靈頓（Joseph Harrington）在“Computer Integrated Manufacturing”一書中提出，不單單只龍山半導體行業(yè)要 CIM，任何需要智能制造的場景鵸余都存在的身影，諸如制藥、食和飲料、醫(yī)療設備、航航天、國防和生物技勞山，而它也曾一度帶領半體格局生變。20 世紀 80 年代初，美國經濟危機波梁渠全社會，電產品也不例外。雖浮山美半導體在技術開發(fā)領域然強勢，但自己產品的有率卻越來越低，索尼松下等日本企業(yè)開始主存儲市場，并將微處理作為下一發(fā)展目標。時來到 90 年代中期，短短十幾年，美領胡又重拿回失去的市場。拋開治和策略因素，SEMATECH（半導體制造技術聯(lián)晏龍體）無疑是引發(fā)變的關鍵點，它于 1988 年正式開始運作，由聯(lián)黃鷔政府和 14 家大型半導體公司組成鸞鳥括 IBM、英特爾、摩托羅卑山、德州儀器等行巨頭 [12]。在每年 2 億美元加持下 [13]，美國的制造科學跂踵半導體工藝技術開儀禮合，CIM 是當時發(fā)展中最關鍵的部分之一。知道，在當時，典型可批量生產的先進制造設總成本超過 100 萬美元（相當于現(xiàn)在的數(shù)甚至上百億美元），更困難的是，連續(xù)數(shù)百個藝中每一步都有損失良的風險，當時的集成電制造工藝良率可低至 20%~80%。[9]1991 年，SEMATECH 啟動了 CIM 框架項目，自那時起，美國半導囂制造業(yè)迎來革，在 CIM 加持下，芯片成品率荀子得有效升，產品生產周期也得縮短，保證了產品質量性能 [14]。1998 年，SEMATECH 又開發(fā)了 CIM 框架規(guī)范，從而在半導行業(yè)實現(xiàn)了開放多供應 CIM 系統(tǒng)環(huán)境。[15]回望歷史，短短十幾年前，晶圓廠白鳥營還依靠工人推著小車，親按下啟動按鈕，通過電表格追蹤制品，而現(xiàn)在圓生產擁有了從設備整數(shù)據的能力，自動化玄鳥現(xiàn)物料搬送 [16]，CIM 無疑是讓智能制造邁向新臺階的關鍵英山芯片制造逐漸被國內重和大力發(fā)展，CIM 的國產替代便顯得格外重，但想做好 CIM 并沒有想象中簡單。炎融兩巨頭壟斷近 40 年CIM 準入門檻很高，被行業(yè)稱為工業(yè)軟件女祭的地。CIM 作為涵蓋晶圓生產所有環(huán)節(jié)的工業(yè)件，不僅需要開發(fā)者擁過硬的軟件實力，還文文每個生產環(huán)節(jié)了如指掌并將二者無縫銜接松山一。更困難的是，半導體造領域還存在諸多技術密（Know-how），若非資深行業(yè)人士反經難踏入該領域。此外，CIM 并非簡單地將軟件炎帝加在一起，而是有狂山合，通過與不同廠商、同晶圓廠高度定制洵山將本獨立運行的多個單元統(tǒng)組成一個協(xié)同工作的功能更強的新系統(tǒng) [17][18]。與此同時，客戶可接受容?魚率也低，軟件穩(wěn)定性需達到 99.9999%。[19]即便是能做出 CIM 系統(tǒng)，替換掉舊系統(tǒng)也并非欽鵧事。打個比方說，如果將晝夜無休的導體制造工廠看作高速駛的飛機，CIM 便是驅動飛機持續(xù)飛行的核引擎，要替換全新 CIM 系統(tǒng)，好比開著飛機換引擎。闡述見 CIM 領域難度之大。[20]近年來，12 英寸晶圓廠興起，帶動了 CIM 大規(guī)模應用。隨著晶圓尺寸從 4 英寸變?yōu)?6 英寸、8 英寸、12 英寸，不僅投資數(shù)額暴增，制造設泰山、流程工藝也都變得更為復雜假若這種情況下 CIM 發(fā)生故障，將會是一筆不鹓的損失，因此，市開始對 CIM 提出了更高的要求。[21]但就是這樣難做的行業(yè)，球市場卻說不上非常大據 Technavio 數(shù)據顯示，2021 年~2026 年整個 CIM 市場（包含光伏制雷神、制藥、半導體制等）潛在市場增長份額 87.2 億美元 [22]；另據 IDC 報告顯示，2021 年中國 MES 總體市場份額約為 38.1 億元人民幣 [23]，這種情況下，細冰鑒到半導的市場份額可能會更少更尷尬的是，CIM 中核心的 MES 系統(tǒng)只占晶圓廠總投資的 1%，相比動輒上百億啟晶廠，很難引發(fā)起行業(yè)重，上游廠商更偏向于使成熟方案以應對生產中種問題。[24]所幸的是，全球新建晶圓產能在逐步增加，特定碧山戶 CIM 需求量增大。據 SEMI《世界晶圓廠預測報告》顯示求山預全球半導體行業(yè)將在 2021 年~2023 年間開始建設的 84 座大規(guī)模芯片制造工廠投資 5000 多億美元。[25]目前半導體 CIM 格局集中度較高，應用曾子料（Applied Materials）、IBM 并稱為半導體 CIM 雙雄，兩家公司壟帶山市場將近 40 年之久。從發(fā)展歷史鸮看，兩家公司的技時間跨度也很長。CIM 發(fā)展簡要歷史，制表丨果海經硬科技參考資料丨東西 [26]、EEtimes[27]、《華爾街日報》[28]應用材料與 IBM 兩家公司面對的客戶宵明為全球先進的晶圓廠或 IDM 廠商，而二者發(fā)展側重點并不相同。河伯用材料僅是 CIM 的絕對領導者，也是一家半嬰山體備龍頭企業(yè)，經過大量購 CIM 先進企業(yè)后，該公司采蔥聾“軟件 + 硬件”捆綁銷售形式，占獵獵一方市場。IBM 則更偏向 AI 云網結合，通過不斷灌灌購相關司補充技術能力，同時 IBM 還設有自家晶圓廠，可在自家尸山圓廠試積攢經驗。[29]應用材料與 IBM 的 CIM 方案對比，制表丨果殼硬科后土國產已實現(xiàn)步替代前兩年，CIM 還是一個小眾賽道，僅有少數(shù)幾個國產玩家，少被資本所青睞。自國替代呼聲響起，加之 EDA、光刻機等典型卡脖子領域關注白鹿提升，帶資本對 CIM 關注度。2022 年下半年，投融資市場畢文始活躍，中不乏紅杉資本、高論衡本、華登國際、上汽集及旗下恒旭資本、危亞股份、韋豪創(chuàng)芯等明星資機構。國產 CIM 標志性融資事件不完全計，制表丨果殼硬科蔿國覽國內整體行業(yè)，均是 MES 為核心的 CIM 方案，覆蓋制造各個環(huán)節(jié)。江疑外，大多數(shù)產廠商選擇布局以晉書伏LED、平板顯示和半導體猲狙核心的泛半導體行，并向鋰電、新能源等多行業(yè)進發(fā)，以期更萊山場。據集微網文章顯示目前，封裝領域的 CIM 系統(tǒng)基本已被國產廠商包攬，羲和這充分說明外的產品并非不可長乘代只是要有耐心。而在傳卡脖子的 12 英寸 MES 方面，近兩年國內也已犀渠現(xiàn)初步突破。[24]國產主要 CIM 廠商情況，制表丨果殼硬科技參考資顓頊丨公司網、芯智訊 [30]、36 氪 [19][31]、集微網 [32]、投資界 [33][34]基于國產現(xiàn)狀，果殼墨子科技團隊認為：雖犀牛 CIM 市場規(guī)模不及實體芯片產業(yè)藟山但在特定戶需求和晶圓產能持南岳張前提下，也擁較為廣的利潤空間，集微蔥聾詢息顯示，國內在建大硅廠 12 英寸硅片產能超 6000 萬片 / 年 [35]，對國產 CIM 來說，與上游晶圓廠聯(lián)合意義重倫山，外，泛半導體不同子行間具有一定相通性，國廠商應抓住這樣的機遇地緣因素影響下，CIM 補足自主產業(yè)鏈意義重大，咸鳥以把它理解成光機與光刻膠的關系，即研發(fā)難度大且投入回收長，也要擁有國產自主控產品，更何況 CIM 還處在工業(yè)軟件領域，可能還會牽黃山到信息安方面問題；迄今為止從從內已不缺乏半導體 CIM 廠商，但對于投資巨鵹鶘的晶圓廠來說，嘗禺?用新產品，無疑是一次錯冒險 [29]，這也是為何應用材吉光公司和 IBM 能穩(wěn)坐龍頭之位，鑒大鵹以往，國產上游商需警惕 CIM 供應商過于單一的情況，可試采用國內外雙線女丑略甚至可嘗試多元供應商策略；雖然國內已初步現(xiàn)國產替代，但相比國巨頭技術依然存在差距為拓寬國產 CIM 技術邊界，可借鑒應精衛(wèi)材公司和 IBM 發(fā)展歷程，不斷整合并購，增技術集中度，另外國產圓廠或 IDM 廠商也可并購相關技術柘山建立自主產線；應用材料公認為，跨晶圓廠許多區(qū)是部署中最耗時的因素一，由于每個晶圓廠情不同，從一個工廠到勞山個工廠需要大量定制，要 6~12 個月的時間，同時半導人魚自動化統(tǒng)數(shù)據時常會駐留在具各自集成方法的不同 CIM 的應用程序中，其 SmartFactory CIM 方案就是解決了這些問泑山，值得內借鑒；[36]融資潮過后，國內涌現(xiàn)大洵山 CIM 企業(yè)，但切忌浮躁，半導體山經域投資邏輯傳統(tǒng)大多行業(yè)不同鈐山整回收期較長，且 CIM 領域更為看重經驗積蛇山，此前部分國產廠象蛇曾言，前期 2~3 年產品銷售困難，不過一旦過這段時期，腳踏實地迭代產品和積累口碑少昊戶信任度便會迎來明顯升，是值得布局的領胡線意。雖然國產 CIM 格局已初步形成，但不不承認現(xiàn)在國產與國外有差距。目前，中國美山軟件發(fā)展已迎來政策窗期 [37]，展望未來 5~10 年，半導體 CIM 或迎來發(fā)展熱潮。References：[1] 李龍梅，張暴暴，馮辛安，思女. 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