半导体行业数字化转型的未来

持续的半导体短缺一直是全世界讨论和争论的话题，这个现象影响了众多行业和数以万计的公司。新冠病毒的流行被认为是半导体供应问题的主要原因，但是如果仔细研究可以发现，显然尽管新冠的流行影响不可谓不大，但一些行业比其他行业遭受更多痛苦的原因是更深层次的，并且与制造商和客户都有关系。

对于半导体产品的需求，业内权威杂志《设计新闻》列出以下的驱动因素：

– 预计到2025年，全球将安装超过750亿台物联网设备

– 智能汽车每天将产生超过4,000GB 的数据
– 在2016-2025年期间，产生的数据量将增加10倍，达到163zettabytes
– 到2023年，5G技术将达到13亿用户
– 到2030年，新兴的智能技术（平板电脑、无人机、智能手机）将达到6.9万亿美元

甚至在新冠爆发之前，半导体行业就已经处于产品研发的前沿，需要在采用更好的自动化、物联网和其他工业4.0技术方面进行彻底改革。半导体工厂建造成本以及所需的时间意味着许多半导体公司正在使用旧的接近过时的设备和系统。相比之下，汽车、石油和天然气以及食品和饮料等其他行业的公司已经踏上了转型之旅，并已见证了数字化转型的成功。

新冠病毒为我们敲响了警钟，半导体行业在这其中经历了两波“鞭打”。首先是主要原始设备制造商的订单被取消：汽车销售下降，选择性手术被取消，商店关闭。第二波带来了复苏——一瞬间，需求就超过了疫情之前的水平。正如SIA的一篇文章所述：“在2020年第二季度，当汽车制造商减产时，芯片制造商看到了对用于实现远程医疗保健、在家工作和虚拟学习的半导体的需求激增，而这些在新冠流行期间是必然的。”

对于半导体制造商而言，这种需求转变意味着迫切需要重新考虑供应和生产策略，并将重点转向医疗、电子和游戏行业的高性能现代产品。

事实证明，2021年带来了巨大的复苏，半导体制造商面临全面的旺盛需求，预计芯片制造公司的收入增长超过10%。

当前的行业转型

TechRepublic杂志在最近的一篇文章中探讨了芯片制造业正在进行的转型、过去两年的蜕变和演变。文章基于德勤公司的一项调查，德勤确定了与半导体行业转型有关的四个主要特征：

1. 数字化转型计划需要调整
几乎一半的调查受访者认为，必须修改他们的数字化转型战略以适应市场变化、战略目标和技术。这就引出了一个问题，他们是否早已把灵活性和适应性考虑进他们的IT战略？答案很可能是“没有”。

在病毒流行期间，半导体制造商面临着巨大的需求变化，这意味着需要更快地推出新产品、更快的实验、更短的研发周期以及在整个运营过程中实施自动化、控制和数据分析。除非有提早预料，否则所有这些变化都会减慢现有的转型努力，并使管理层重新回到绘图板上。如果零敲碎打地进行数字化转型，效果会低于预期，而当面临影响整体运营中断的时候，没有进行转型的流程可能会成为制造瓶颈。

选择一个特定于行业、提供工业4.0技术并能够逐步并持续扩展的MES应该是迈向可持续和有益转型工作的第一步。选择控制和协调工厂的MES可能是敏捷操作和刚性操作之间的区别，这反过来又会影响产品的上市时间、操作灵活性和整体产量。

2. 需要关注的新领域

芯片制造商关注的不仅仅是芯片销售，而是积极将边缘计算、人工智能、5G和物联网相关功能和服务纳入其产品组合。

这需要超越芯片本身的制造，生产的产品如果跟其他行业相关，就需要建立合作伙伴关系，因此它需要在给定价值链内合作伙伴公司之间进行运营的重新设计和连接。芯片提供了计算能力，但在制造商层面提供了人工智能和/或物联网或其他服务的附加值，它为创收开辟了新途径。

在这情形之下，MES再次被证明是必不可少的，因为该系统不仅涵盖制造过程的每个方面，而且数据可以在生产中或企业内无缝流动。来自制造和实验的数据直接有助于改进特定芯片设计。当整个供应链建立协作和反馈循环时，技术合作伙伴可以在产品开发中发挥积极作用。当合并其他服务时，MES可以作为主系统，从协作和工程的角度来看，它可以升级技术包。

3.新的解决方案

数据是工业4.0的货币，因此应该由芯片制造商货币化。人工智能驻留在芯片上，制造商可以利用这一点超越简单的芯片制造和销售周期。提供的服务可以是分析和呈现通过芯片的数据，帮助客户改进他们的产品。

现代MES平台将人工智能(AI)和机器学习(ML)引入半导体制造。MES还能够与自动化应用程序和过程设备集成以捕获车间数据。通过物联网和边缘计算，MES针对实时车间情况触发即时、自动化操作。AI/ML在后台工作，不断从当前车间的趋势数据和历史数据中学习，建立多个应用场景，控制和协调从物料物流到配方管理的一切，不断优化工作流程，并能够根据动态变化的数据提示行动。

对于服务模式的半导体制造商而言，需要清楚地了解如何在其产品中实施AI/ML以使客户受益并提升自己的利润，这可以从他们自己的转型努力开始将MES置于转型中心。

4. 数字化之路
芯片制造商一直专注于按照摩尔定律设计和制造更好的芯片，并严格关注核心产品的小型化和改进。然而，德勤的调查表明，该行业的数字化发展已经超越了制造更好、更快、更小和更智能的芯片，指向了增加软件功能和附加技术。这有助于客户围绕原始产品进行构建，修改其用途以创新并创造更好的产品。

所有这一切都始于芯片制造商将转型作为战略来执行，人工智能、物联网和边缘计算以及超自动化不仅被作为一个目标，而且作为运营的未来。这种完全的数字化只发生在MES上 — 这个为半导体制造带来灵活性、可扩展性和工业4.0技术的应用程序。

MES平台将卓越制造带到了最前沿，在数字化转型中发挥着关键作用，因此有必要把它融入公司DNA。

半导体制造商仅仅需要考虑的是，使用哪种MES作为其转型的基础系统？我们建议使用MES，使转换和由此产生的过渡平滑无缝，能够与现有的系统连接，同时实现更好的自动化、排产和控制；将AI带入解决方案；通过其功能整合物联网，从而实现更高的产量、更好的实验管理和晶圆级可见性；该应用程序还需要技术进步，可以升级到完全自动化，这意味着MES供应商应该有行业专家参与从而了解半导体行业带来的细微差别和挑战。

半导体行业数字化转型的未来是追求工业4.0芯片，它始于重新设计的运营和重新构想的业务，其核心需要一个能够支持这种大规模、无处不在的MES。新冠流行等事件会对半导体行业的制造商造成威胁，而那些应变能力强并将敏捷性、弹性和数字化融入其运营的企业才能在困难情况中变得更强。请联系我们以了解凯睿德MES的半导体行业定制版如何帮助全球领先的半导体制造企业获得竞争优势。