全球半导体的战争早已白热化，而解决半导体行业以及产业链上下游的“卡脖子”问题已经成为国内企业的共识。为实现降本增效，进而快速抢占市场，我国部分半导体企业牢牢抓住市场增长的机遇窗口，纷纷探索数字化转型实践，业绩规模快速扩张；而半导体行业的数字化转型，离不开工业软件的加持。
半导体行业CIM系统，半导体领域的工业软件统称为“CIM系统”，是半导体制造的生命级系统，由制造执行系统（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）等数十种软件系统组成，拥有很高的准入门槛。过去数十年间一直由国外企业所垄断，近两年随着国产替代呼声渐高，中国厂商逐渐进入舞台中央。
从当前来看，国内半导体CIM系统格局已经进入了“两超”争霸，“群雄”奋起的局面，“两超”指的是IBM和应用材料，“群雄”就是国内渐渐从夹缝中的崛起的半导体CIM系统提供商。
工业软件国产化的“高地”
从应用领域来看，工业软件“国产化”有一个难以攻破的“高地”，就是半导体行业。业内人士认为，在高度重视品质、良率、产能，且生产流程复杂的行业，智能制造工业软件必不可少，半导体制造产业就是这类行业的代表。
由于半导体制造的复杂性，其对工业软件的要求也非常高。一方面，晶圆厂投资金额巨大，12英寸晶圆厂所耗费的金额超过百亿元，一旦停机损失巨大，需要整个系统有非常高的稳定性。
据悉，随着晶圆尺寸从4英寸变为6英寸、8英寸、12英寸，芯片性能和制造要求在不断提升，晶圆厂的自动化水平也在不断提升，从人工产线变为半自动产线、全自动产线，目前，12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。
业内人士认为，随着晶圆日趋增大和关键尺寸的不断缩小，统计制程控制（SPC）已经不能适应12寸量产线的质量控制要求，因而先进制程控制（APC）成为不可或缺的关键系统，该系统通过实时调整生产工艺配方的参数，以达到控制制程质量的目的，从而提高产品良率。
另一方面，半导体供应链具有生产环节繁多、高度协同等特点，对整个上下游产业链的数据传输效率、准确性等方面要求非常高。
在半导体晶圆厂中，一颗芯片需要经过薄膜沉积、光刻胶涂敷、光刻显影、刻蚀、量测、清晰、离子注入等多个环节和工序，在12英寸产线中工序甚至可以达到上千步。因此每颗芯片在生产中的数据都十分庞大，其数据量级也随着制程演进而快速增长。根据应用材料的数据，45nm晶圆厂每年的数据量在50TB左右，而28nm晶圆厂年均数据量可以达到80TB，14nm晶圆厂每年的数据量则为141TB。为了优化12寸晶圆厂的生产工艺和制程，使用AI深度学习实现数据分析也成为了当前的一大趋势，不过虽然部分12寸晶圆厂应用了深度学习、机器视觉等人工智能技术，但距离大规模应用仍有不短的距离。
正是因为半导体行业对工业软件的稳定性和集成性要求特别高。所以一直以来，半导体行业推动软件国产化的难度都比较大。目前IBM和应用材料两家公司预估占有全球80%以上的市场份额。此外，全球12英寸晶圆厂的MES几乎被这两大巨头垄断。
虽然国内半导体CIM系统仍有差距需要追赶，但无论如何，国内半导体CIM企业融资与投资仍在疾速增长，而这或许能为行业带来更快速的发展变量。
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