近日美國國會眾議院通過了涉及2800億美元的《芯片和科學法案》，并已由美國總統拜登簽署成為法律，該法案將向半導體產業提供約527億美元的資金補貼，以鼓勵企業在美國研發和制造芯片，并為企業提供25%的投資稅抵免（約242億美元），該法案的實施預計可撬動十倍以上的半導體制造產業投資，影響深遠。

疊加當前復雜地緣政治形勢及新冠疫情的持續，中國大陸半導體制造業發展也要有自己的一套應對措施，包括是不是倡議全面布局中國版本的Chip 4聯盟體系。在這樣全球變革的“時間窗口”，半導體CIM行業有望迎來發展機遇。

01 半導體CIM/MES集大成者

CIM是生產控制類工業軟件的“大集成”，更有助于理解的是、很多時候我們推行“行勝于語言”或者“知是行之始，行是知之成”，“做到”比“知道”更重要，這就是說半導體及集成電路產業，為什么晶圓/芯片制造的環節是資本密集、技術密集的核心產業鏈環節，而此前大部分關注的EDA/IP等則集中在芯片設計領域，距離智能制造大規模流片量產的環節，還有一定的“產業鏈”距離。做到、做出產品，其中隱蔽工程或者隱含的know-how是眾多工業系統及軟件的鮮為人知的難點。

隨著晶圓代工技術更新迭代，8英寸和12英寸晶圓已成為晶圓代工廠的主流配置。其中，8英寸主要用于成熟制程及特種制程，在下游NOR Flash、指紋識別芯片、電源芯片等產品需求的驅動下，8英寸晶圓代工產能目前處于供不應求的狀態，已有部分客戶開始將產品從8英寸轉向12英寸生產。12英寸的晶圓直徑為300mm，其面積是8英寸晶圓的2.25倍，晶圓尺寸的擴大使每片晶圓可切割的芯片數量上升。隨著晶圓尺寸的升級以及良率的上升，單位面積芯片的成本將顯著降低，晶圓廠追逐12英寸大尺寸產線的建設升級是大勢所趨。

在系統集成和自動化程度方面，8英寸以半自動廠為主，12英寸基本都是全自動，而在一座12英寸晶圓廠中，每一片晶圓要在幾百甚至千臺設備間、工藝往復的流轉，生產工序超過千道，任何一個環節出差錯都會直接影響良率和效率。而要確保上千道環節中的“人、機、料、法、環”協同順暢并非易事，先進制造工廠對于一套高效可靠的半導體CIM/MES工業制造軟件的依賴將越來越大。一定程度上，CIM/MES工業軟件系統的優劣將影響半導體工廠的良率控制、成本效益和生產效率，決定半導體制造企業的訂單能力和議價能力，最終決定市場競爭力。

據芯榜團隊實際調研和行業實踐的了解，世界上絕大多數的半導體制造企業都采用IBM和美國應用材料（Applied Materials）的MES/CIM軟件，由于歐美是工業軟件起源地，也是工業軟件最大的市場，而且半導體工業軟件需要時間積累，在項目的實施過程中不斷完善，國外占據了時間和市場的先發優勢。在半導體國產化替代、大數據信息安全的浪潮下，國內半導體系統和工業軟件仍有角力空間及破局機會。

CIM集合數十種工業軟件于一身，行業進入門檻較高。CIM(Computer Integrated Manufacturing,計算機集成制造）最早是Joseph Harrington博士在1974年發表的論文《Computer Integrated Manufacturing》提出的，CIM是組織、管理、運營、協作智能制造企業的生產工具系統，通過創建自動化制造流程，替代人力并全面提升制造效率。CIM系統由數十種軟件組成，如核心的制造執行系統MES、設備自動化EAP、先進制程控制APC、實時調度系統RTD、自動排產系統APS等等。在上周芯榜北京團隊拜訪清華相關教授的時候，交流觀點顯示，半導體CIM/MES系統大集成進入門檻高，需要多方協作配合也需要在生產控制、企業管理、多級協作等擁有大量行業細分領域的know-how和系統集成與軟件開發能力，CIM是智能制造和工程的沉淀和知識的“結晶”。

02上揚軟件從“嶄露頭角”到“破局之路”

芯榜持續關注的中國半導體MES/CIM軟件行業企業——上揚軟件，自 2001年自主研發的中國大陸用于晶圓廠流程的第一套MES系統至今，上揚軟件以其攻堅克難、誠信、善良、勤勞的核心價值觀，二十年如一日的對行業熱愛和堅守，先后完成國內從4/5/6英寸到多家8英寸廠的MES/CIM軟件系統建設及驗收交付，在12英寸晶圓廠MES/CIM軟件系統上也實現重大突破，完成用于12英寸半導體量產線MES系統myCIM 4.0開發。

工業軟件是中國制造業由“大”到“強”的工業4.0轉型升級不可或缺的重要環節，上揚軟件將長期受益于“卡脖子”技術突破、國產化替代、國家半導體智能制造核心數據安全的三大β紅利驅動優勢加持，未來有望保持中高速穩健增長，成長確定性強，屬于戰略性稀缺標的。

▲上揚軟件近期主要訂單和客戶情況 資料來源：上揚軟件官網，芯榜，2022年8月。

上揚軟件從1999年正式成立至今已逾二十年，公司是國內最早專門為半導體、太陽能光伏、LED、面板等高科技制造業市場龍頭提供整體解決方案的軟件公司，創下8英寸到目前12英寸晶圓廠MES/CIM系統多個“首次最佳實踐”，首個國產半導體工業軟件出口美國，首個使用國產MES的8寸量產線：產能達10萬片/月，首個Micro LED量產線MES項目等。上揚軟件將長期受益于“卡脖子”技術突破、國產替代和國家半導體智能制造核心數據安全三大β紅利，未來有望保持中高速增長，成長確定性強，且是戰略性稀缺標的。

CIM相當于半導體制造環節的“EDA”、重要性和“EDA”相當。在半導體及集成電路領域，主要的臺積電等國際頭部IDM或Foundry企業，基本采用美國應用材料（Applied Materials）和IBM兩家國際大廠的CIM/MES系統，工業軟件的產業發展歷史也離不開自研和并購的道路。早在1995年IBM發布的POSEIDEM系統，到1999年基于此系統迭代開發SiView系統，到1998年美國應用材料收購Cosilium，2006年收購Brooks Automation旗下的Brook Software部門，目前海外廠商也持有者很多工業、智能制造和工程領域的秘密配方（Secret Recipe），這也是隱蔽的Know-how，因此工業軟件在行業摸爬滾打的實際經驗、可靠性、效率等都是“實踐出真知”的具體體現。

03國產MES/CIM軟件的未來

工業軟件難以速成，處于金字塔頂端的半導體MES/CIM系統解決方案更是如此。開發難，達到成熟、好用、高效、可靠更難，回顧國際MES/CIM軟件系統巨頭IBM和應用材料（Applied Materials）的成長之路，實際上就是一部伴隨著半導體產業發展的并購史，利用先發優勢通過資本運作不斷增加自身實力，并結合晶圓廠的超大規模投資特點，與晶圓廠形成極強粘性，最終壟斷市場。

國內的MES/CIM軟件企業發展時間短，更需要國家政策扶持、資本助力以及客戶支撐，在半導體制造、大數據和信息安全的這個核心子領域實現國產化替代全面突圍。

審核編輯 ：李倩