上个世纪90年代,在半导体产业高标准过程管理需求下,催生了高度行业化以及定制化的MES制造执行系统,并演化成可集成模式的I-MES制造执行系统套件。
作为改革开放排头兵,我国第一个引进MES的企业是宝钢,20世纪80年代宝钢预见性的引进了MES管理系统,但是经过几年发展,我国MES系统相较于国外仍然处于劣势。
2015年,中国制造业MES迎来了重大战略机遇。为了对标德国的“工业4.0”以及美国的“工业互联网”战略, 中国推出了“中国制造2025”的战略 ,并制定了一系列的技术标准以及从产业政策上进行了大量的引导,MES系统也由单一的生产记录型系统,进化为全方位的企业级执行协同系统。
这三十年的发展,对于国产软件来说,可谓“凛冬”,但 伴随着国产替代和政策扶持浪潮越来越大,国产半导体MES的“破冰号角”即将吹响。
这个时期,国内MES的从业者将迎来巨大发展机会,一批技术储备雄厚的企业实现跨越式发展。同时,云化、低代码的新企业也开始入局, 使得赛道异常火热,竞争更为激烈 。
#赛道火热
半导体MES系统起初是由设备供应商提供的,作为最早一批提供半导体MES的供应商,consilium和Promis利用低廉的价格在当时展开了水深火热的竞争。
但是,后来两家企业均被本身做半导体设备商的应用材料收购。在收购了Consilium和brooks software之后,也让 应用材料成为全球当之无愧的半导体MES霸主 。
进入21世纪后,专门的MES系统提供商开始出现,比如IBM提供了SIView的解决方案。 SIView是目前唯一可以与应用材料一较高下的半导体MES系统 。
而目前,在半导体MES领域,绝大部分12英寸晶圆厂系统几乎被国外厂商所垄断,其中IBM和应用材料两大行业巨头“霸占”了国内80%的市场。
国产半导体MES系统能否从中突围,分获一杯羹,打破IBM和应用材料两大巨头的垄断,无疑对国产芯片制造有着重要的意义。
据了解,半导体制造端的软件主要是CIM软件,而在整个CIM系统中,MES又是核心系统。但是 技术壁垒高、验证时间长是半导体MES系统的特性 ,和半导体设备不同,半导体MES系统在晶圆厂的全产线上是不能有任何偏差,这也造成了半导体MES行业市场份额极为集中,且行业壁垒极高,新玩家很难进入这一市场。
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、自动产线, MES系统对晶圆厂生产越来越重要 。
值得一提的是,今年以来,国内半导体MES企业异军突起,获得资本和市场的高度关注,融资赛道异常火热。
2021年,各半导体MES/CIM领域的国产厂商凭借其专业人才、技术实力获得资本青睐,相继完成大额度融资,实现国产软件自主化。
# 凭实力竞争
上扬软件
成立于2001年的上扬软件,是国内首批专门为半导体、光伏、LED等高 科技 制造业提供MES、CIM等软件产品和解决方案的供应商。目前已拥有4、5、6、8、12寸半导体MES整体解决方案。除了myCIM(MES)以外,上扬软件还提供包括EAP、RMS、APC、FDC、RCM、MDM在内的子系统。
2021年5月,上扬软件完成C1轮融资,获得哈勃资本、兴橙资本、红土善利的投资。此前,上扬软件在2017年就获得了深创投的A轮融资,启动进入半导体高端市场;2019年获得北京屹唐华创、上海物联网的B轮融资,进入8/12寸MES的产品研发。 10月份,上扬软件又完成了由大基金二期领投,中芯聚源、浦东科投等跟投的新一轮数亿元融资。在资金的大力支持下,上扬软件拿下了国内CMOS晶圆代工厂商长光圆辰和存储厂商杭州驰拓的12英寸产线 。
芯享 科技
芯享 科技 成立于2018年,是国内领先的半导体晶圆制造、先进封装厂生产自动化CIM系统解决方案服务商,也是目前国内少数可以为8寸、12寸晶圆制造FAB提供整体自动化咨询与建设的高新技术企业,在半导体封测领域的数个技术方向上也打破了国际CIM厂商垄断,达到了世界先进水平。
芯享 科技 以MES生产执行为核心,通过生产计划等链入企业管理系统,为客户服务员。目前已拥有9家晶圆厂商客户,MES客户包括SK海力士和华虹等。 今年3月,芯享 科技 获得红杉中国、高瓴资本、华登国际联合领投的近亿元A轮融资 。
赛美特
2020年并购成立的赛美特,成功合并了具有多年半导体行业经验积累的“上海特劢丝”“固耀SEMI Integration“和“深圳微迅”三家公司。成立以来,致力于填补国内集成电路制造工业软件领域空白。
赛美特自主研发打造的国产CIM解决方案,涵盖1800多个满足8/12寸晶圆制造厂所需的功能,能够打破国外厂商垄断,是目前国内唯一可支持12寸晶圆全自动化生产的智能制造软件服务商。
2021年5月,赛美特获得5000万元A轮融资。 据了解,目前赛美特在上海成立了专门的MES事业部,其产品目前已用于50余座工厂,客户包括SK海力士、三星、紫光等。
哥瑞利
成立于2007年的哥瑞利,一直专注于打造中国自有的高端半导体智能制造CIM软件,目前已为半导体、面板、光伏、PCB、PCBA、半导体设备等多行业提供了全栈产品线及解决方案。研发服务团队超过300人,拥有21项专利和111项软件著作权(含申请中)。在半导体前道领域,其客户有中芯国际等。 11月12日哥瑞利获得由招商资本、国新风投深圳领投的3亿元新一轮融资 。
值得注意的是,2021年哥瑞利实现了全国产自研的MES在半导体12寸前道晶圆制造全自动化工厂的首次应用,预计在明年交付量产。
除了上述企业,国内其他软件企业也研发了半导体MES产品,比如华磊迅拓、乾元坤和等。但这些企业普遍以第三方开发服务起家,在与专业的半导体MES大厂比较时仍然有行业适配上的差距。
因此, “菜鸡互啄”的时代已经过去,留下来的都是专业选手的竞赛 。
#写在最后
“种一棵树,最好的时候是十年前,其次是现在”。在半导体行业也有一个说法,做半导体要么是20年前,要么是今天。
如今,在大基金、中芯聚源、华登国际、高瓴资本等各类资金的支持下,上扬软件等老牌玩家获得了更大的支持,芯享 科技 等新兴玩家也开始浮现, 国产半导体MES行业发展正步入快车道 。
而如何抓住当前行业快速发展的窗口,在行业增速放缓时,做好研发投入和营收的平衡,将会是国产半导体MES厂商需要面对的挑战。
芯片名称:DS75451生产厂家:美国国家半导体
控制芯片组的作用和地位
在当今的主板中,芯片组的作用和地位已经越来越受到重视,选择一块好的主板,首先必须要选择性能卓越的控制芯片组。我们可以从以下几个方面来认识控制芯片组的作用和在系统中的地位:
一、通常认为CPU是微机系统的核心,但是它的主要任务只是完成对指令的处理。而控制芯片组的作用不仅要支持CPU的工作而且要控制和协调整个微机系统的正常运行。随着各种主板新技术的出现,芯片组采用的技术有了非常大的变化和发展。任何一种新技术都需要有控制芯片组的支撑。在主板上升级CPU是比较容易实现的(除跨代产品外),而在主板上升级控制芯片组是不可能的。
二、CPU的性能对于微机整个系统的性能有很大影响,但是对于微机的系统功能却没有直接的关系。例如,微机系统是否支持AGP、Ultra ATA技术并不取决于CPU的性能。而控制芯片组不仅极大地影响了系统整体性能,还决定了系统是否具有某些功能。例如在Intel控制芯片组中,只有440LX以上的型号的产品才支持AGP技术。在这里笔者是把性能和功能分成两个不同的概念来认识的。
三、从当今的微机结构来看,控制芯片组已经逐步取代了CPU而成为系统的几何核心和逻辑核心。所有的信息交换都是通过控制芯片组完成的,而CPU甚至可以看作是控制芯片组的一个“外部设备”。
控制芯片组的发展
随着微机新技术的不断出现,控制芯片组的发展也非常迅速。新的芯片组一般是在保留原来芯片组功能的基础上再增加新的功能。从图一可看出其发展的历程。
386/486微机系统使用的控制芯片组
早期的386微机中采用的控制芯片组是82C30系列。82C30芯片组采用了六片结构,再加上一片外设控制芯片构成完整的386微机控制系统。82C30芯片组单片芯片的集成度小,功能差,是C&T公司的早期产品,但是它的某些基本功能至今仍然在使用。目前使用的大规模集成的芯片组,常常是把多个芯片的功能集成在一、两片芯片中并增加了一些新的功能。除了82C30系列外,典型的386控制芯片组还有OPTI公司的WB386PC/AT芯片组。
486微机采用的控制芯片组在功能上与386控制芯片组没有大的变化,只是由于486处理器把协处理器集成到CPU内部(即FPU),控制芯片组的局部性能有小的调整而已。常见的486控制芯片组如:FRX46C401、FRX46C402;HT321、HT342;M1489、M1487;82C406、82C496等。486控制芯片组大多为两片结构,即由系统控制器和数据缓冲控制器组成。
用于Socket 7架构的控制芯片组
用于Socket 7架构的控制芯片组有两类:一类是面向PCI结构的,不支持AGP接口,例如Intel 430系列的各类芯片组430FX、430HX、430VX、430TX等,VIA公司Apollo VP1、Apollo VP2,SiS公司的5571/5572、5581/5582以及ALi公司的AladdinⅢ、Aladdin Ⅳ等都属于这一类;另一类是支持AGP接口的芯片组,主要是非Intel控制芯片组,如VIA公司Apollo VP3、Apollo MVP3、Apollo MVP4,SiS公司5591/5595、5597/5598,ALi公司Aladdin Ⅴ等芯片组都支持AGP技术(支持Super 7架构)。下面就以Intel公司 430 TX芯片组和ALi公司Aladdin V芯片组为代表简单介绍一下:
一、Intel公司430TX芯片组
430TX是Intel公司为配合Pentium MMX CPU而推出的控制芯片组,也是Intel公司面向Socket 7架构的最高性能的控制芯片组,专门针对MMX技术进行了优化。它采用了一系列的新技术,使PC机的性能和智能化程度得到进一步提高。它由82439TX系统控制器与82371AB加速控制器组成。430TX在前几种Intel芯片组的基础上进行了较大的改进,除了保留系统控制和I/O管理基本功能外,还具有以下一些主要性能特点:
1.采用了动态电源管理结构(DPMA,Dynamic Power Management Architecture)。
2.支持Ultra DMA,采用了高性能硬盘驱动协议,允许33MB/S的快速I/O数据传输率。
3.支持高性能同步DRAM(SDRAM),并支持SDRAM与EDO的混合使用(应该保证电压相同)。
4.首次把PCI并行处理技术应用于便携式计算机系统(如笔记本电脑)。
5.支持通用串行总线(USB)。
6.提供了全系统管理总线(SMB,System Management Bus)主控制器。
二、ALi公司Aladdin V芯片组
Aladdin V芯片组是支持Super 7架构的控制芯片组。它是ALi公司于97年11月10日正式公布的支持AGP功能的芯片组,其设计可以满足使用Socket 7处理器的商用机、多媒体机和高性能服务器的需要。Aladdin-V芯片组由M1541和M1543两片芯片组成。
M1541的主要性能特点表现在以下几个方面:
1.支持的总线频率可以为66MHz、75MHz、83MHz和100MHz。
2.采用了专用PCI-66AGP接口,因此AGP可以与CPU和PCI接口并发工作。支持AGP接口标准V1.0。
3.支持增强的电源管理功能,如ACPI、DRAM刷新、芯片级电源管理,并且能够支持微软具有On Now技术的 *** 作系统。
M1543的主要性能特点主要表现在以下几个方面:
1.支持ACPI功能,集成了2通道专用Ultra-33 IDE控制器、2端口USB控制器、SM总线控制器、PS/2键盘鼠标控制器、软盘控制器、2个串行接口和一个并行接口。
2.内建了一个高性能的I/O控制器。
3.支持SPP、PS/2、EPP、ECP并口和可编程波特率发生器,并对于FDC、UART和并行接口有高性能的电源管理功能。
用于Slot 1架构的控制芯片组
用于Slot 1架构的控制芯片组是各个芯片组厂商推出的新型控制芯片组。Intel公司的440LX、440BX、440EX、440GX、VIA公司的Apollo Pro、Apollo Pro Plus,ALi公司的Aladdin Pro Ⅱ,SiS公司的5600、620都是支持Slot 1架构的控制芯片组。下面以440BX为例介绍它的主要功能:
440BX芯片组由82443BX主桥(Host Bridge)芯片和82371EB(PⅡX4E)I/O芯片组成。
82443BX芯片的主要性能如下:
1.采用了四端口加速技术(QPA,Quad Port Accelaration),它把CPU(支持单/双Pentium Ⅱ处理器)、AGP端口、内存和PCI总线相互连接起来,并控制这四者的数据传送。QPA与增强总线仲裁、深度缓冲、开放页面内存结构和ECC内存控制等相结合,从而提高了系统性能。
2.采用64位总线接口,最大总线工作频率为100MHz。
3.64位主内存接口,支持SDRAM或EDO RAM, 内存容量最大1GB并支持ECC。
4.32位主PCI总线接口,集成PCI仲裁器(Arbiter)。
5.支持同步AGP接口。
6.在所有接口之间都具有数据缓冲器,以适应高数据流量和并发 *** 作的需要。
82371EB(PⅡX4E)是一个高度集成的多功能I/O芯片,其主要功能是:
1.PCI-ISA桥接器,PCI2.1版本,支持3.3V和5V 33MHz PCI设备。
2.支持Ultra DMA/33接口标准。
3.具有USB控制器,支持两个USB端口。
4.具有系统管理总线,支持DIMM技术。
5.支持外部I/O高级可编程中断控制器(APIC,Advanced Programmable Interrupt Controller)。
控制芯片组的新动向
Intel公司的810和820是Intel新一代芯片组,是在440BX的技术基础上重新设计的第二代芯片组。由于市场的原因,820将推迟到99年下半年才能发表,在此之前先推出了82810芯片组。
VIA推出的Apollo Pro Plus芯片组是与Intel 820相同档次的芯片组,支持133MHz外频。
另外,集成芯片组是当前一种流行的新技术。SiS公司于98年7月和8月分别发表了100MHz的Socket 7集成芯片组SiS 530和100MHz的Slot 1集成芯片组SiS 620。这两组控制芯片组都集成了SiS 6326 AGP 3D显示芯片。其实Intel的810、820以及VIA公司的Apollo MVP4、 Apollo Pro、Apollo Pro Plus中也采用了集成技术。
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