最近几年来受益于国产替代，半导体发展火热，处于半导体领域的各个赛道都水涨船高。过去相对边缘的半导体工业软件开始走进大众的视野。从一开始的EDA软件被禁，到今年大疆Figma软件被禁，越发凸显了软件之于半导体的重要性。EDA是设计端的核心软件，而另外一大半导体工业软件系统CIM，则是制造端的重要软件，近来也成为业界关注的焦点，国内陆续浮现出了不少新老玩家。

半导体智能制造的“大脑”

半导体制造是高端制造中信息化程度最高的代表，其中以晶圆制造最为复杂。晶圆厂在车间生产制造过程中面临生产过程不透明、现场信息反馈难、设备运行状态监控难等诸多痛点，大多数企业渴望加强对生产过程的管理。

半导体制造端的软件主要有CIM软件，CIM（Computer Integrated Manufacturing）计算机集成制造系统是部署在半导体晶圆制造以及先进封测工厂内部的生命级软件系统。它包括制造执行系统（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。由于CIM一直被外商占据主流市场，因此不被外界所熟知。

在整个CIM系统中，尤以MES最为核心，什么是MES？制造执行系统(Manufacturing Execution System，简称MES）是面向晶圆制造厂执行层的生产信息化管理系统，被喻为芯片制造的“大脑”，控制和管理芯片制造的全过程。通俗的来说，MES系统主要功能就是解决“如何生产”的问题。在晶圆制造过程中，MES软件就像一个军队的将军一样，指挥调度晶圆在不同设备间流转，完成近1000道工序。如果软件瘫痪了，整个Fab厂就停摆了。

具体来看，整个系统通过3条主线发挥作用，第一，把流程控制到位，每一片晶圆的每一个流程都需要正确；第二，把设备控制到位，每个设备在哪个时间做什么事必须严格控制到位；第三，与搬运系统对接，保证设备不闲置。在生产线上，MES系统的每一个执行都必须严格到位。

可以说，MES系统的存在可以成功弥合企业计划层和生产车间设备之间的间隔，直击企业痛点，降低生产周期，减少质量瑕疵等，提高企业效益。MES软件是未来智能制造不可或缺的一部分。

然而，如同芯片一样，在半导体生产管理类软件领域，也是国外垄断的局面，如IBM和应用材料的MES软件都已经很成熟。欧美是工业软件的起源地，也是工业软件最大的市场，由于半导体工业软件需要时间积累，在项目的实施过程中不断完善，国外占据了时间和市场的优势。总体而言，国外软件在半导体制造领域仍然占领中高端市场，尤其是高端市场几乎是垄断局面。

看向国内，国内在4-6寸晶圆制造厂已基本实现国产化。而到了8寸晶圆厂就开始有差距，超过50%市场都是被外资占领。12寸基本被外资垄断。形成这样差异的原因，是因为不同尺寸的晶圆厂的生产过程是不一样的，4-6寸主要是靠人力来实现设备之间操作的，8寸是半人工、半自动化，12寸是全自动化，尺寸越大，对软件的要求也越高。

如果半导体制造软件也像EDA软件那样被卡，那么国内的全自动化的12寸晶圆厂将难以开工。在如今国际贸易环境复杂多变的环境下，半导体制造软件国产化替代是长期趋势。再加上我国制造业长期处于中低端，制造业对于转型升级的需求十分迫切。那么，国内制造软件已经到达什么样的高度呢？他们能否胜任12寸晶圆厂的国产替代呢？

不过在当下国产替代、国内Foundry+IDM的大举建厂/扩产的形势之下，对国产CIM/MES软件需求激增。2021年2月1日，十四五规划也首次将工业软件列为重点研发计划重点专项，2021年底国家又发布了《“十四五”智能制造发展规划》，其中提出，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%。中国的工业软件迎来了巨大的发展空间和投资机遇。

国内玩家涌现

在这样的大环境和背景下，越来越多的资本开始涌入这个行业，不仅给了老牌国产半导体CIM软件充足的研发弹药，敢于冲击高端CIM/MES软件。同时也催生了一批新的智能制造软件公司进入这个行业。

成立于2001年的上扬软件，去年就曾先后获得了华为哈勃和大基金二期的青睐。据了解，上扬软件可以说是国内成立时间最久的国产半导体CIM/MES厂商，为半导体制造企业提供CIM整体解决方案，即MES、SPC、EAP、RMS、APC、FDC、RCM和MDM等系统。其解决方案广泛应用于国内各大4 /6 /8/12英寸晶圆制造厂，在落地项目数量和时间上相对占有一定的优势。去年12月，上扬软件的先进过程控制(APC)软件出口美国，为美国半导体企业AOS位于俄勒冈州的8寸量产晶圆厂定制开发APC。2019年，上扬软件又推出了新产品myCIM 4.0，填补了12寸半导体MES系统国产化的空白，并于2021年启动12寸量产线突破；同年，国内首个使用国产MES（即上扬软件的myCIM）的8寸量产线中芯绍兴验收成功，且月产能达到10万片。

另一家半导体CIM软件供应商哥瑞利，成立于2007年，在2016年A轮融资完成之后，进入半导体装备软件，2019年获得近亿元的B轮融资，2020年获得B+轮融资，2021年获得C轮融资。公司主要产品包括生产制造执行系统（MES）、工厂自动化系统（EAP）、iDEP智能数据引擎平台、生产计划与排程（Advanced Planning And Scheduling）、质量管控系统（Quality Management System）等。

成立于2018年7月的芯享科技，2022年3月，芯享科技获数亿元A+轮融资。芯享科技主要为晶圆厂和先进封装厂的生产提供CIM系统解决方案。芯享科技在EAP系统领域基本摆脱国际巨头的部分技术封锁限制，而且SPC、FDC等Data类产品的技术领先，RCM产品占据市场超过80%份额。在封测领域，芯享科技覆盖了行业TOP10企业的三分之一。

2020年并购了具有多年半导体行业经验积累的“上海特劢丝”，“固耀SEMI Integration“和“深圳微迅”而成立的赛美特（SEMI-TECH），在2021年5月和11月先后获得了五千万元A轮融资、数亿元A+轮融资。据其官网信息显示，赛美特自主研发的纯国产智能制造解决方案，涵盖1800多个满足8"/12"晶圆制造厂所需的功能。

此外还有在封测领域软件服务领域的泰治科技，核心技术是设备自动化平台EAP；以及成立于2019年8月的宁波齐芯半导体科技，创始人黄昭仁曾在台积电、日月光等半导体企业工作，是国内少数提供12寸FAB晶圆制造厂CIM系统与无尘室机电集成系统的“专精特新”企业。

在资本介入下，各大国内CIM企业发展更快更强，但竞争也将更为激烈。当下这个时间节点下，首要任务是发展自身内功，各企业应该专注CIM的研发，建立自己的Know-how，提高产品实力。企业之间不要无底线地打价格战，压缩整个行业的利润空间，影响企业的研发投入，要将眼光放长远，建立一个良性的竞争环境，众志成城推动国产12英寸晶圆厂CIM的国产替代，争取与国际厂商早日看齐。

CIM没有那么想象中的容易

EDA软件的难度想必我们都有所了解，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。再加上EDA细分领域繁多，也因此，国内各种点工具多面开花。如同EDA软件，CIM也具有资本密集型、技术密集型、知识密集型的行业特征，国内部分企业也是通过其中几个子系统开始突破，要想集齐数十个软件系统，做出完整的CIM不是易事。没有十年功，磨不出一款好的工业软件产品。而一个完整配套的CIM系统则更需要时间和大量项目的磨砺。

CIM软件是一个技术和经验结合的硬科技领域，不仅需要团队有扎实的长期技术积累和强大的研发能力，更需要具备丰富的行业知识和项目经验（know-how）。软件的成熟度往往与客户案例的数量和质量直接挂钩，具体体现在这款软件可用于多少条产线，能支撑多大量产能力，使用年限等。譬如，据我们了解，上扬软件开发的myCIM（MES）已经能够支撑8寸线8万片/月的产能（可支持超过10万片/月）、6寸线20余万片/月的产能。

对于当下规模庞大、工艺步骤繁多的晶圆厂，CIM/MES系统的稳定性是最重要的；再就是用户端的操作友好性及响应速度，不至于在软件操作上造成不必要的时间浪费；最后是行业标准化，尽量避免大量的定制化，将管理流程规划化。

前文中我们提到，12英寸量产线的MES几乎全被国外厂商垄断，12英寸量产线是全自动化的生产过程，台积电是第一个把作业员从工厂撤出的晶圆厂，疫情后甚至连工程师都撤出工厂，远程参与工程调机。12英寸晶圆厂对CIM/MES的可靠性和稳定性要求更高。一片12英寸的晶圆片需要在几百台设备间流转，经过1000多步工序，过程中产生大量的数据。所以许多12英寸晶圆厂往往引入AI深度学习来对这些数据进行实时分析。

在12英寸量产线方面，上扬软件在2019年就发布了拥有自主知识产权的半导体全自动CIM整体解决方案myCIM 4.0。如今从4寸到12寸的晶圆制造厂，都可以看到上扬软件的身影。经过21年的行业经验累积，上扬软件建立的专业技术团队，凭借功能齐全的国产化半导体CIM解决方案，以灵活的微服务架构产品支持高量产的FAB。

在半导体晶圆厂中，CIM软件是工厂运行的大脑，而半导体设备是工厂运转的身体，两者相互配合，最终生产出我们所需要的芯片。软件管控越完善，人为因素对生产的影响越小，那产品良率越高，生产效率越高。

低代码加快国产CIM替代

低代码除了开发可涵盖设计、代工厂或封测等整个产业链，或承载着一种“国产化替代、新技术替代”的趋势和实践。

从传统的软硬件一体、软件的定制开发，到目前的数据上云，我国半导体行业在经历着数字化浪潮的洗礼。随着国际环境的日趋复杂多变，对于我国工业信息化的重要领域，如何使用新技术进行弯道超车，如何在“生产工具”上实现国产化替代，成为需要思考的问题。

可以说，低代码平台所实现的可视化编辑和自定义表单流程，恰恰是给出了一个国产化替代的成功案例。据某低代码开发公司从一线客户的走访和市场调研来看，越来越多的国内企业都在考虑，在自身的研发、生产过程中，如何使用国产化软件产品进行替代，希望既提高效率降低成本，又能实现数据的安全、合规。

集微咨询（JW Insights）认为，将抽象化、自动化的核心低代码技术应用于半导体设计领域，可有效帮助企业实现工作流和流程自动化，未来半导体领域对低代码开发的市场需求容量会越来越大，众多半导体企业会转型或变革来适应这一趋势。

对于半导体业的8英寸、12英寸晶圆制造厂以及先进封测厂来说，低代码开发也意味着新的变革。

以往晶圆制造厂以及先进封测厂大都安装由国外厂商主导的CIM系统，其由制造系统MES、装备控制平台EAP、良率分析控制系统YMS、实时调度排产系统APS等数十种软件系统组成，其优劣将影响生产效率、良率控制、订单能力和议价能力等，进而影响半导体企业的市场竞争力。

从数字化转型的角度来说，智能制造是实现制造业数字化转型的主攻方向。而低代码开发将成为CIM系统开发的新模式，在传统CIM基本使用国外软件的情形下，在智能制造以及国产替代潮流的带动下，国内制造或封测厂借助低代码开发实现CIM系统的国产化替代，或是值得探索的未来之路。

从目前市场来看，国内低代码公司大概有数十家，一方面这是新兴企业的机会，因为老的企业相对比较有包袱；另一方面，目前面向半导体业的还较少，因这一行业行业相对门槛比较高，但半导体企业采用低代码开发平台或是大势所趋。

对于晶圆制造工厂以及先进封测工厂来说，低代码开发的应用挑战则更加巨大。集微咨询认为，低代码开发平台要着力解决诸多挑战，一方面是性能、可扩展性以及开放性；另一方面要从业务逻辑复杂、软件逻辑简单的应用切入，循序渐进。毕竟，制造厂有成百上千台设备，如果软件停线宕机，将影响整个生产线的运营，每小时的损失或达上千万元。

从路径来看，集微咨询（JW Insights）认为，派工系统是一个典型的用低代码实现的系统，利用了低代码的快速开发特性，使得业务逻辑能够快速在工厂实施。一般低代码开发可从制造或封测厂所需的派工系统切入，而后再逐渐切入到制造系统MES、装备控制平台EAP、良率分析控制系统YMS等等。

文章来源： 半导体行业观察，爱集微