近日，美国众议院通过了2800亿美元的《芯片与科学法案》，并已由美国总统拜登签署成为法律，该法案将向半导体行业提供约527亿美元的财政补贴，鼓励企业在美国研发和制造芯片，并为企业提供25%的投资税收抵免(约242亿美元)。该法案的实施有望撬动半导体制造业投资十倍以上，影响深远。
结合当前复杂的地缘政治形势和新型冠状病毒疫情的持续，中国大陆半导体制造业的发展也应该有自己的一套对策，包括是否提出全面布局中国版Chip 4联盟体系。在这样一个全球变化的“时间窗口”中，半导体CIM产业有望迎来发展机遇。
01 半导体CIM/MES集成商
CIM是生产控制工业软件的“大集成”，很多时候我们实施“行动胜于言语”或者“知识是行动的开始，行动是知识的结果”，“做”比“知道”更重要，这意味着半导体和集成电路行业，为什么晶圆/芯片制造环节是一个资本密集型、技术密集型的核心产业链环节，之前大部分的关注点，比如EDA/IP、都集中在芯片设计领域，距离智能制造的规模化生产还有一定的“产业链”距离。在许多工业系统和软件中，制造产品的隐性工程或隐性技术诀窍是一个鲜为人知的困难。
随着晶圆代工技术的迭代，8英寸和12英寸晶圆已成为晶圆代工的主流配置。其中，8英寸主要用于成熟工艺和特殊工艺，受下游NOR闪存、指纹识别芯片、电源芯片等产品需求驱动，8英寸晶圆代工产能目前供不应求，部分客户已开始将产品从8英寸转向12英寸生产。12英寸晶圆的直径为300mm，是8英寸晶圆面积的2.25倍，晶圆尺寸的增加增加了每片晶圆可以切割的芯片数量。随着晶圆尺寸的升级和良率的提高，单位面积芯片成本将大幅降低，晶圆厂追求12英寸大尺寸生产线的建设和升级是大势所趋。
在系统集成度和自动化程度方面，8英寸主要是半自动工厂，12英寸基本是全自动，而在一个12英寸的晶圆工厂里，每片晶圆都必须在数百甚至数千台设备中，工序往复流动，生产工序上千条以上，任何一个环节的误差都会直接影响产量和效率。要保证“人、机、物、法、环境”在千千万万个环节的顺畅协调并非易事，先进的制造工厂将越来越依赖于一套高效可靠的半导体CIM/MES工业制造软件。在一定程度上，CIM/MES工业软件系统的优劣将影响半导体工厂的良率控制、成本效益和生产效率，决定半导体制造企业的订单能力和议价能力，最终决定市场竞争力。
根据芯片团队的实际调研和行业实践，全球绝大多数半导体制造企业在美国都采用了IBM和应用材料的MES/CIM软件，因为欧美是工业软件的发源地，也是工业软件的最大市场，而半导体工业软件需要时间的积累。在项目实施过程中不断完善，国外在时间和市场上占据先发优势。在半导体国产化和大数据信息安全的浪潮下，国产半导体系统和产业软件仍有奋斗空间和破局机会。
CIM集成了数十种工业软件于一体，行业进入门槛高。CIM(计算机集成制造)最早是由Joseph Harrington博士在1974年发表的论文《计算机集成制造》中提出的。CIM是一种生产工具系统，用于组织、管理、操作和协作智能制造企业，通过创建自动化制造过程，全面取代人力劳动并提高制造效率。CIM系统由核心制造执行系统MES、设备自动化系统EAP、先进过程控制系统APC、实时调度系统RTD、自动调度系统APS等数十个软件组成。上周，当北京团队拜访清华相关教授时，交流意见表明，半导体CIM/MES系统集成门槛高，需要多方合作，还需要拥有大量行业细分领域在生产控制、企业管理、多层次协作等方面的专有技术和系统集成及软件开发能力。CIM是智能制造和工程知识沉淀的“结晶”。
02国产MES/CIM软件的未来
工业软件很难快速实现，尤其是处于金字塔顶端的半导体MES/CIM系统解决方案。发展难，实现成熟、好用、高效、可靠更难，回顾国际MES/CIM软件系统巨头IBM和应用材料公司(Applied Materials)的成长之路，其实就是一部伴随着半导体产业并购发展的历史，利用先发优势通过资本运作不断增加自身实力;结合晶圆厂超大规模投资的特点，与晶圆厂形成较强的粘性，最终垄断市场。
国内MES/CIM软件企业发展时间较短，需要更多国家政策支持、资本帮助和客户支持，才能在半导体制造、大数据和信息安全等核心子领域实现全面突破。
