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把握数字化转型“芯”机遇,华为给半导体行业注入新动能

常言道 2022-11-17 10:06 发布于河北 发文

半导体行业是电子信息产业的基石,不仅行业自身拥有巨大的增长前景,也是物联网、人工智能、车联网等新型产业发展的基础构件。

尤其在2020年《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策》出台以来,我国半导体行业进入迅猛发展的新阶段。来自工信部的数据显示,2021年,我国集成电路全行业销售额首次突破万亿元,达到10458亿元;2012~2021年复合增长率为19%,是同期全球增速的3倍。

在半导体快速发展的同时,半导体的工艺复杂度越来越高,制程精度也日益增高。在这一趋势下,越来越多的半导体企业开始将大数据、人工智能等新技术应用到研发、生产、制造等领域,为半导体工厂的稳定运行、高效决策提供有力支撑。

为了进一步助力半导体行业向全自动、智能化、多元化演进,华为已经从数字化研发、数字化生产和数字化园区三个层面出发,为半导体行业打造了一揽子的产品和解决方案,贯穿整个半导体行业的设计研发、生产制造和运营管理等多个领域,正在为半导体行业的可持续性发展带来源源不断的新动能。

数字化研发:要高效,更要安全可靠

在半导体行业中,EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)涵盖了半导体的电路设计、制造、封测的全部环节,是行业的核心技术之一。

所谓EDA,就是指利用计算机软件完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程的设计方式。作为集成电路产业链中的最上游,EDA是设计厂商完成芯片设计、代工厂商实现成品率提升的核心基础工具。

不过,对于半导体行业来说,数字化研发的实现不只是采用EDA工具那么简单。在先进工艺节点不断演进,晶体管尺寸不断逼近物理极限的今天,芯片设计团队在进行仿真和验证时,往往需要调用大规模的算力集群,以及对整个算力集群进行管理和调度、推动算力集群与存储系统的交互等。

为了满足芯片设计需要,华为推出的EDA解决方案,覆盖了底层的数据中心基础设施底座,以及集群计算管理平台;再通过与EDA工具厂商能力的联合,可以帮助客户构建设计仿真一体化的芯片研发环境。

不仅如此,华为EDA解决方案同时还支持通过云服务构建弹性、按需的芯片研发环境,同时结合集群调度软件,可以做到传统数据中心和公有云流通管理,构建混合云模式,统一管理和调度资源进行设计仿真,从而帮助客户提升IT投资效率,缩短芯片研发上市时间。

伴随着仿真数据持续倍增,数据的存储和保护日趋重要。为此,针对半导体企业设计研发数据的存储需要,华为推出了EDA存储解决方案,该方案可帮助芯片研发设计团队实现高安全的全生命周期数据管理、高效率的数据流动和高可靠的数据存储。

尤其在数据保护层面,面对EDA仿真数据持续倍增,且以KB级小文件为主的趋势,华为EDA海量小文件备份方案可将备份效率提升10倍,实现快速检索恢复;而针对芯片设计研发相关文档和图纸等数据的保护,华为防勒索解决方案则可助力EDA仿真数据安全迈向新高度,确保芯片设计研发数据不受侵害。

数字化生产:全面提高生产效率与良率

众所周知,半导体制造业是一个典型的技术密集型行业,生产工艺的复杂性和精确性非常之高。因此,半导体制造业必须对生产过程需要实施更加精细化的管理,才能实现提升良品率、低成本高质量的目标,并在持续激烈的竞争中赢得优势。

目前,半导体硅片的尺寸规格不断扩大,其中,全球超过90%的半导体硅片都是大尺寸硅片,最为主流的半导体硅片尺寸已经高达300mm。与此同时,半导体的先进制程工艺也在更进一步发展,关键尺寸已达7nm甚至更加先进。在这一趋势下,半导体工厂的建设、机台设备的投资成本持续增长,单个晶圆的生产成本越来越高。

为此,半导体企业正在通过数字化转型,不断提升生产效率和良率。CIM作为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,系统的优劣直接影响半导体工厂的生产效率、良率控制、半导体企业的订单能力和议价能力,进而影响半导体企业的市场竞争力。

随着技术的发展,新一代CIM不仅要遵循业界各项标准,更稳定、更可靠,还要具备强大的容错容灾能力和信息安全防护能力,以及更加及时服务能力等。如今,华为联合伙伴推出的新一代CIM系统不仅在架构上、技术体系上和根技术上对CIM系统进行了创新,也建立起符合业界标准的全新CIM生态。

据了解,华为联合伙伴推出的新一代CIM系统采用了高斯数据库以及华为虚拟化解决方案等,未来还将采用欧拉操作系统、开源的消息中间件等;同时,该系统还具有从底层硬件到上层应用全面的高可用设计,可以保障整体系统7*24不间断服务;不仅如此,系统还率先采用微服务、容器化的部署,使得资源部署、扩展更加便捷,能实现跨数据中心的冗余能力。

除此之外,为了进一步助力半导体企业实现数字化生产,华为还通过与生态伙伴的深度合作,推出了晶圆制造良率管理系统YMS、OPC仿真平台解决方案、智能质检系统等,全方位提升半导体制造的效率和质量。

比如,面对传统质检设备误判率较高、人工复判效率低等问题,华为基于昇腾AI基础软硬件与埃克斯质检算法所打造的智能质检系统,可将人工成本降低60%、提升检出率40%,进而提升产品良率、缩短研发时间,增强企业竞争力。

数字化园区:将“安全、绿色、智慧”落到实处

对于半导体行业来说,数字化转型不仅要聚焦设计、制造、封测等核心环节展开,还要从工厂、园区的角度入手,通过构建“安全、绿色、智慧”的制造园区,从更高层次、更大层面推动半导体制造转型升级。

目前,半导体制造园区主要存在以下三大痛点:首先,园区生产安全成本高,安防、消防应急管理以及生产安监等基本靠人;其次,园区综合管理效率低,园区管理无标准流程支撑,物流运转效率低,能效统计难、预测难,设施设备以人工管理为主;第三,园区服务体验差,通勤、考勤、门禁、就餐、宿舍等体验复杂,会议室、办公工位使用效率低。

针对这些问题,华为推出的智慧园区解决方案,依托开放智能的数字平台,基于即插即用的联接,通过简洁高效的工具,可以帮助半导体企业构建“安全、绿色、智慧”的制造园区,实现安全从被动到主动、全园无死角,实现园区整体运营效率的提升,并打造极致的客户体验。

其中,开放智能的数字平台通过封装新ICT能力,沉淀行业知识,可支撑业务应用快速开发;即插即用的联接支持园区终端快速接入,实现园区多终端、跨系统间的可靠联动和业务创新;简洁高效的工具可提供产线预装、现场勘查/点位实施工具、统一运维工具等,能够将服务效率提升30%。

得益于近年来我国颁布的一系列支持半导体行业发展政策,行业产量及市场规模持续增加,中国已是全球需求最大的半导体市场。在半导体行业快速发展的当下和未来,推动半导体行业的数字化转型,已经成为行业发展的必然趋势。而华为通过在数字化研发、数字化生产、数字化园区的全方位布局,无疑为半导体行业的数字化转型勾勒出一幅全新图景。

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