“CIM泛半导体系统解决方案可以为行业带来什么优势？如何助力我国半导体产业智能制造？” 上海铠铂云信息科技有限公司（以下称为“铠铂”）CTO 张智超Jones接受CINNO采访时娓娓而谈，他有着30年制造业经验，娴熟于泛半导体产业的生产自动化流程，对MES生产系统、EAP、EDA工程分析、质量管理系统（SPC）等经验丰富，曾在YDI、MKS、IBM、SAS等知名企业担任过顾问。
半导体制造数字化转型的关键
目前全球半导体产业竞争愈发激烈，中国在国家政策与资金等一系列措施的支持下，近年致力于实现自主可控，减少关键芯片的进口，解决卡脖子的境况。中国半导体产业正加大在技术研发、产业链布局、市场开拓等方面的投入，然而要想实现半导体的自主可控，仅仅依靠制造能力和技术水平是远远不够的，还需要在半导体制造的全流程中引入数字化技术，实现生产流程的智能化控制和管理。
图片半导体制造急需真正的智能制造
半导体制造的晶圆从4英寸变为6英寸、8英寸、12英寸，尺寸越来越大，制造过程的人员却越来越少，从人工产线变为半自动产线到全自动产线。目前主流的12英寸晶圆厂基本都是全自动，每一片晶圆要在几百甚至上千台设备间流转往复，生产工序超过千道，任何一个环节出差错都会直接影响良率和效率。12英寸晶圆制造代表了晶圆制造的最高水平，其所使用的智能制造软件必须满足工艺复杂、工序繁多的全自动生产需求。
半导体制造过程是个多工艺协调的复杂系统，如何在繁复的生产周期中做好生产变异管理，品质管理，设备维护管理，减少并避免意外宕机，如何将整个生产过程的冗繁数据准确稳定及时记录，又如何做好这些数据的反馈利用，降低生产成本，提高工厂效率，提升产品良率成为每个制造工厂的现实课题。
铠铂CTO 张智超Jones接受CINNO采访时谈到：“智能制造升级实际就是解决一连串生产资讯流的整合问题，而其中CIM系统是否能支持无纸化是最大的关键！与传统纸本工单生产最大的差异在于，纸本工单过于僵化，无法满足智能制造弹性化的需求，此外纸本工单还有放错版本的问题。但问题是无纸化对于系统的挑战难度非常高，试想，当工厂里每一批货，上面只有条形码，没有工单，这批货跑到哪里，只有CIM系统知道，然而如果系统不稳宕机，这对于工厂的生产会是大灾难！也因此把生产资讯流，放进系统而不是纸质的工单上面，让系统能帮你解决复杂的生产资讯流的问题，同时又能满足越来越复杂的弹性生产制造需求，并严格要求系统的稳定性，这会是一个很严肃的挑战。” 铠铂CTO 张智超Jones又补充说道：“5纳米的12英寸的制造成本大概近160亿美元，把160亿美元转人民币，假设5年摊体，再平均到每一天到一天里面的每一秒，换句话一秒钟宕机的损失就是近698元人民币，宕机一小时的损失则超过250万人民币，可见CIM系统稳定的重要性与巨大的挑战。”
铠铂微服务化系统架构：分级管理+积木式核心框架
铠铂CTO 张智超Jones谈到：“铠铂在设计整个智能制造平台的时候，就朝着稳定、弹性、高效、开放去设计实现的。”
从铠铂提供的CIM微服务化弹性系统架构图例可以看到，在ISA-95的系统架构下，它从LEVEL 0-LEVEL 4，每一层负责不同的系统功能。LEVEL 0是设备的产线，而LEVEL 1与LEVEL 2属于IoT物联网的平台层与数据转换层，LEVEL 3是核心的生产执行制造的管理系统，LEVEL 4属于企业系统集成ERP，它是处于决策层，指导如何把生产工单与整个制造企业做结合。
铠铂CTO 张智超Jones告诉CINNO：“铠铂的智能制造蓝图严格遵循ISA-95垂直分工的规范，并在 LEVEL 3 CIM系统落实精细化的水平分工的微服务架构，那就可以让软硬件架构完全分离，将庞大复杂的生产管理系统进行分级管理，让每一个系统单元化处理每一个逻辑分工。假如未来系统出现问题，那么便可以直接从各个层级、各个系统去寻找并进行修复与维护，保证系统的稳定性。”
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。以铠铂的泛半导体CIM系统为例，为了加快整个系统平台的弹性与效率，其把系统分为平台层、模组层和开发层。平台层旨在确保系统的稳定性和管理效能，而模组层则根据不同的工厂和客户需求，对生产制造过程中的各个环节进行模块化开发。这种60%的模组化加40%的客制化开发的方式能让系统能够更加灵活地满足客户的需求变更。
当下人工智能发展迅猛，CIM系统实际在很早便与AI相结合，能够实现预测性维护和生产线优化方面的应用，利用系统收集到的产品数据，设备数据，环境数据，进行资料分类与数据的降维，实时接收数据，分析数据，及时反馈结果，调整制程，真正做到智能制造，正如铠铂CTO 张智超Jones强调：“预测性维护和产线优化功能的实现前提是有一个好的系统去做正确的资讯收集，同时进行资料分类与数据的降维并找到数据关联的分析模型，这样才能让预测优化效果达到最佳。”
另外铠铂的产品都是自主可控的开发性平台，同时它也欢迎代理合作伙伴在上面进行开发属于自身的专用平台。对于一直强调的系统稳定性，铠铂通过基础底层平台+积木式核心的框架+类低代码的开发平台，去满足客户的前端复杂多变的生产制造需求，能够在不影响底层稳定性的前提下让客户实现诸如UI设计等的个性化功能。
铠铂CTO 张智超Jones总结铠铂泛半导体CIM系统有以下三大优势，一是平台采用水平分级管理，保证系统稳定性；二是积木式核心架构，能轻松为客户打造个性化的端到端功能等需求；三是优秀的系统平台弹性与效率，技术经过多年打磨，产品的功能性、标准化、智能化获得行业检验。
助力中国半导体制造智慧升级
铠铂作为国内本土工业软件的新进者，凭借着公司核心人员多年的半导体制造管理经验与技术，打造中国自主可控的高端半导体智能制造CIM软件，覆盖半导体、PCB、新能源等行业，提供产品解决方案。
铠铂打造的这套泛半导体CIM系统已经具备架构、功能的完整性优势，同时在系统稳定性上也经历了考验。据悉，铠铂拥有16年大中型企业客户的信息化实施经验，服务过日月光、英飞凌、京东方、富士康、华润微电子、中芯绍兴、天域半导体等众多头部客户。
铠铂CTO 张智超Jones期望通过自主开发的平台，利用积木式模块实现前后端的开发分离架构，帮助中国半导体制造业提高生产效率和品质水平，降低制造成本，推动国内工业软件市场的向前发展，为中国半导体产业的发展注入新的动力。
