解析ESIS|龙腾半导体赵劲松：半导体企业的数字化转型实践
2025-01-20
首先，非常感谢信息侠的邀请，也深感荣幸能在现场与各位同行同事进行交流。今天要分享的主题是半导体企业的数字化转型实践。我先简单介绍下自己，我曾就职于外企咨询公司，也在几家半导体企业工作过，目前在国内参与第三次建厂事宜，在国内半导体建厂方面，我积累了较为丰富的经验，涉及 6/8 寸、12 寸生产线以及封装线，前后历经三轮建厂，参与建设了将近 10 条生产线。由于我所在的是 IDM 公司，涵盖 IC 设计业务，我也曾在两家 IC 设计公司历练，所以对 IC 设计企业颇为熟悉。我个人擅长的领域有 IT 规划、数字化转型、设备自动化以及企业基础架构和信息安全。若要说我和其他 IT 从业者最大的不同之处，我个人认为，首先我是一名职业经理人，其次才是 IT 部门的负责人。在企业信息化进程中，我能洞察诸多问题并找到解决之策，我大概算是最不像传统 IT 人的 IT 从业者，因为我主要致力于解决公司的管理难题，思考如何借助管理平台助力公司提升管理水平、提高绩效，IT 只是我达成这一目标的手段，本质上我把自己定位为一名职业经理人。
一、半导体数字化转型背景与现状
半导体行业的产业链接下来向大家介绍一下芯片制造的核心产业链，它涵盖了 IC 设计公司、晶圆制造以及封测环节。像我们所在的 IDM 公司，业务范围广泛，至少囊括了 IC 设计、晶圆制造和封测这几块，我经历过两轮 IDM 公司的工作，对这些领域相对熟悉。在知识产权相关领域，涉及设备，比如应用材料等，主材料是晶圆，辅材料有电子级硫酸、氢氟酸、硝酸之类的物品，IC 指的是集成电路，是设计的核心架构，仿真依靠 EDA 软件。完成这些基础环节后，消费电子企业将其组装成最终的电子消费品。半导体行业现状及挑战半导体行业属于数字化、信息化程度较高的行业，当前面临的主要行业挑战是市场竞争激烈、技术更新换代迅速。作为半导体行业数字化转型的推动者，我们核心的思考方向是如何利用信息化技术手段助力公司提升生产效率，也就是实现降本增效，这是企业管理的核心目标之一，同时要提升公司的创新能力以应对激烈的市场竞争环境。
二、IC设计公司的数字化转型实践
下面我来讲讲 IC 流程，我们的做法是先梳理各个部门的流程，甄别哪些流程适宜在 IT 系统中落地实现，逐步推动流程数字化便是我们努力的方向。在此，我提出一个值得思考的问题：我们为何要推进数字化？倘若某项工作手工操作成本低于数字化实现成本，那便没必要强行数字化，业务部门继续采用手工操作即可。所以，当业务部门提出需求时，如果我判定该需求对公司利益增益不大，我会建议他们维持手工操作现状。要知道，手工操作并不意味着管理缺失，并非只有依托 IT 系统才叫管理，手工操作同样能实现有效管理，毕竟任何管理方式都是有成本的，IT 只是诸多管理手段中的一种，IT 管理手段更适用于重复性高、流程化特征明显的工作场景，此类场景下优势显著，反之，手工管理或许更为妥当。我始终会审慎评估是否真的有必要推进信息化，毕竟信息化并非多多益善，只有契合企业发展阶段、循序渐进地逐步推行才是上策。
IC设计企业的核心价值流
对于 IC 设计公司而言，目前我们有几大核心系统，其中 CRM 负责管理销售、PLM 负责研发管理、ERP 负责量产管理，SRM 负责供应链与采购管理。就我个人的实战经验来看，CRM 系统应当优先建设。起初我们创办 IC 企业时，规模较小，仅专注于研发，几乎一无所有，并且当时研发团队规模不大，靠人工管理便足以应对，并不需要专门的管理系统。那么，何时开启数字化进程较为合适呢？当产品研发完成，开始转入量产阶段，有了营收之后，才是开启数字化的恰当时机。所以，依我之见，之所以优先考虑建设 CRM，是因为若先搭建 ERP，其销售模块与后续建设的 CRM 所承担的工作存在重叠部分，如此一来，前期在销售模块投入的诸多工作便会付诸东流。因此，基于个人实践经验，优先建设 CRM 或许是更好的选择。
再者，就半导体行业而言，CRM 存在一定共性。共性在于我们产品的销售对技术支撑的依赖程度颇高，所以很多公司除设有销售部门外，还配备有技术支持部门，专门负责为销售产品提供技术后盾，另外，销售送样管理也是本行业的一大共性。不过，由于各家公司销售的产品不尽相同，所处的行业地位各异，销售模式也大不一样，有的依赖少数几个大客户，有的采用直销模式，有的则走代理商路线，这就使得各家公司在销售环节存在诸多差异，故而 CRM 系统并没有统一的标准答案，还是应当依据自家公司的产品特性与市场状况来量身定制。
在研发管理方面，我个人认为，当公司研发规模发展到一定程度，从手工管理迈向系统化管理阶段时，便可逐步推进相关系统建设。
至于研发过程中需要管理的内容，如果是 IC 设计领域，大家想必都很清楚，涵盖产品型号、立项申请、研发项目管理、晶圆设计、封装设计、材料管理，以及研发转量产、研发费用管理等，将这些关键环节管控到位，基本就没问题了。
ERP 是我们的核心生产系统。至于 SRM 供应链系统，在行业内，大家的采购需求颇为相似，像供应商送样管理、采购谈判、对账开票等功能，就我目前所了解到的行业情况而言，其相似性、一致性较高，具备通用性。
接下来我要强调一个核心要点，我发现诸多企业在成长过程中存在一个问题：在最初进行系统选型时选错了。这就导致企业在数字化建设方面出现选型错误、重复投资等诸多问题。所以我才认为 IT 规划尤为重要，因为只有知晓未来的发展方向，才能明确当下所处阶段以及该采用何种方法前行，进而确保当下的投资在未来能够持续发挥效用、得到保障。
识别数字化需求和机会
我在此简要阐述一下 IC 设计公司的几个核心场景。在 1.0 阶段，当公司规模还非常小的时候，通常财务部门会购买用友或金蝶软件进行手工账务处理，完全依靠手工做账；运营部门则是在 Excel 表格中手工录入订单，每月做完订单后生成报表交给财务部，由财务部据此做账。在公司规模小的时候，这样操作并无问题。然而，随着公司发展，业务量增大，物料种类繁多，有些公司的物料甚至多达几千种，此时若仍依靠手工在 Excel 中管理订单，工作量将大到难以承受，所以必须引入系统。不过，我们行业有自身的特点：
我们行业的 ERP，大家需要了解一下，采用的是连续委外生产模式，即要先向晶圆厂下单，接着向测试厂下单，再到封测厂下单，这对我们而言是典型的连续委外业务管理模式。这种业务模式意味着什么呢？意味着我们需要一个适配的生产管理系统，因为 ERP 的标准功能一般并不包含 IC 设计行业所需的生产管理功能。倘若直接使用 ERP 的标准功能，会出现什么结果呢？业务部门大概率仍需在 Excel 中手工下单，手工操作一遍后，再到系统里重新下一遍单，如此一来，就暴露出 ERP 应用失败的问题。实际上，我见过不少公司在 ERP 应用方面颇为失败，问题症结就在于此。
因为这些公司没有妥善解决生产管理需求，没有意识到 IC 设计行业存在特殊的生产问题，错误地将其单纯归结为 ERP 问题，没有认清这一点，所以 ERP 应用失败的情况居多。
所以，很多小公司在上 ERP 以及涉及 IC 相关系统时遭遇诸多失败，出现不少问题。要以正确的方式，比如在系统中实现生产管理，像在系统里进行挑片操作，达成晶圆生产过程中的 BIM 管理，将管理所需的基础数据录入系统。但我们面临一个难题：数据量太大了，每个月要录入的数据量让人吃不消，靠手工录入数据不仅不及时，还会引发一系列麻烦。很简单的例子，当遇到实际问题时，产品都已经到客户那儿，客户都签字验收了，系统却还没下达订单安排生产，这时候财务、销售、运营部门就开始互相推诿，没办法，实在是录入不过来，那该如何解决问题呢？
我们着手开展了供应链数据自动化工作，将我司与所有的晶圆厂、封测厂的数据全部打通，这样他们生产过程一结束，我这边就能自动收到信息。通过做供应链的自动化，效果很不错，在推进过程中发现解决了许多问题。比如说在生产过程中，我们指定的晶圆，到货后却发现不是我们要求生产的那种，存在质量问题，诸如此类的很多问题在过去手工管理模式下根本管不过来。实现自动化管理之后，我们就相当于拥有了半个运营部门的助力，IT 发挥的作用愈发凸显。
后续的 4.0 阶段解决了当前生产状态与销售预测之间的匹配问题。大家做 IC 都清楚，销售预测通常不太准，客户常常突然找我要货，可运营部门短时间内做不出来，因为生产周期长达几个月。而 MRP（物料需求计划）能够解决生产和预测是否匹配的问题，当然，要做到这一步需要耗费几年时间，并且前面的基础数据必须非常准确，否则这一步也没什么意义。
另外，我们还实现了质量管控方面的提升，把生产过程中的 CP 数据和 FT 数据全部收集回来进行分析。过去，遇到客户反馈质量问题，比如产品送到客户那儿出问题了，我们都不知道问题原因是什么，现在我们能根据数据进行分析，最终做到提前拦截预防问题的发生。这就是我们实现的成果，我把它归结为 IC 设计 ERP 核心的五个级别管理内容，目前我们已经做到了。
三、Fab的数字化转型实践
上面是我们做的 B2B 数据自动交换的接口平台，接下来我再跟大家分享一下 FAB 的情况。
Fab自动化标准
因为我们这边既有 IC 设计又有 FAB 业务，我们这边有六个标准。通常在 6 寸、8 寸晶圆生产线上，第一种叫 Semi-auto1，这个阶段我们是用一个 open CSC + 标签来进行管理，那时相当于我们只有一个简单的 MaaS 系统，可能还有一些简单的EAPR功能。我在基塔厂的 6 寸生产线用的就是这个标准。做到 Semi-auto2 的时候，我们采用 CSC 加上 RFID，此时它的系统已经做得比较全了，大概有十几个子系统，我在无锡某个晶圆厂的 6 寸生产线实施的就是 Semi-auto2 标准。在临港的 8 寸生产线，我们采用 SMIF + RFID 实现了 Semi-auto3，系统也比较完备。
12吋full-auto2标准
到 12 寸生产线时，我们采用 Full-auto 模式，加上 RFID，不过这里没有手工天车系统，和 Semi-auto3 比较相似。像北京某个知名 FAB，他们在 12 寸生产线上没有上天系统，所以采用的是 Semi-auto1 标准。目前主流 FAB 大多采用 Semi-auto2 标准，我们在 Semi-auto1 基础上加了天车系统进行优化；Semi-auto3 是在 Semi-auto2 的基础上，按照台湾地区的说法，设立了战情中心，也就是中控室，利用 RCM 实现了类似黑灯工厂的自动化标准，在国内，长江存储在这方面自动化标准做得相当高。
在台湾地区，台积电新竹厂已经达到黑灯工厂级别，三星和海力士也达到了类似的先进水平，这些都算是行业内做得比较好的标准范例。这是一张 12 寸晶圆厂的核心系统图，和 6 寸、8 寸相比，6 寸生产线的系统布局在图中间位置，除掉天车相关系统之外，还有其他一系列相关系统。8 寸和 12 寸的 MES 系统可以说是一脉相承、逐步进化而来的，二者非常相似，只不过在天车系统这块，你可以看到天车和计划涉及六个系统，这六个系统是配合 12 寸生产线、相对比较复杂的特有系统。
那边和其他企业应该是比较相像的。至于有些企业在做先进封测线，先进封测线的系统和 12 寸晶圆厂这边，如果是 Full-auto 标准的先进封测线，它和我们的系统很像，只是少了一个 APC，因为封测线没有光刻工序，多了一个 E Map，在生产过程中依靠 Map 系统来管理 Map 图的流转。目前来看，难点其实主要还是集中在天车相关系统上。
一个是 ERP 方面，我研究这里面的系统发现，很多公司在 FAB 厂推行 ERP 时走进了死胡同，很多方案存在问题。问题出在哪儿呢？我见过一些比较失败的案例，他们试图在 ERP 里定义产品的 flow，并且要求在 MES 里每次过站信息都要在 ERP 里重新走一遍，以此实现对每个过站的精细化核算。这又有什么不妥呢？原因很简单，二者维度不一样，因为 ERP 的制造模块是基于传统的流水线制造模式构建的，而晶圆厂的生产并非传统流水线模式，所以将晶圆厂的生产模型强行转化为传统流水线模型，这一转化过程根本行不通。
要知道，晶圆最大也就 12 寸，可生产步骤多达 1000 多步，如此复杂的情况，想转化谈何容易，谁来做这个转化工作？又怎么落地实施呢？IT 部门说供应商没开发好接口就不验收，财务部门说要做，可又反问数据谁来维护，是财务部自己做，还是制造部做，亦或是 ERP 系统来做？大家相互推诿，最后这个项目只能宣告失败，真的是几百万资金打了水漂。
所以说，这种做法纯粹是瞎折腾，大家要小心。业界的标准成本方案其实是一脉相承的，是从台积电的作业成本法衍生而来，台积电将其从总部带到了先进厂和基塔厂，我们又把它借鉴到别的地方。所以，做晶圆厂相关业务，要是不懂这些门道，基本是做不下去的，方法错了，最后大多是以失败告终。最后说说核心，有两个核心系统：
RTD。
AMA。
RTD 是用来解决什么问题的呢？它负责当站的跑货安排，比如基台上哪个先跑、哪个后跑，依据的是任务优先级。如果有研发的 Lot，要优先排序，让研发的 Lot 先跑，量产的靠后，并且有些还有质量要求，不能超时，这就是 RTD 要解决的问题。
AMA 是解决什么问题的呢？我虽然排好了哪个货先跑，但还要解决机台跑货调度的最优化问题。不是简单地从远端调度过来，而可能需要进行二次调度，比如说先调度到机台近端，跑货时直接从这儿拿一个，以此保障整个生产线节奏最快。这里面就存在一个问题：对天车系统运用得好的到底是 IT 部门还是制造部呢？目前在国内有两种做法：
把天车系统划归制造部负责。
把天车系统交由 IT 部门管理。
但究竟谁有能力借助系统工具把控好生产线节奏，让生产节奏达到最佳状态呢？答案是 IT 部门。因为各种算法优化本就是 IT 部门的专长，制造部在这方面可比不过我们。所以就目前来看，在 12 寸晶圆生产线上，有一种趋势是天车系统有可能要转由 IT 部门负责了。我们 IT 部门的工作越来越繁重，团队规模越来越大，能力也越来越强，相应地，我们能够解决的问题也就越来越多。其他部门对此无能为力，解决不了这些问题，而我们 IT 部门行，那自然就是谁有能力谁当家，所以资源理应分配到最擅长运用它的人手上。由此可见，在半导体行业，IT 人的前景还是十分光明的。
今天就讲到这儿，谢谢大家。
