整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)恐怕是使用“數(shù)字化”最少的高科技行業(yè)。對(duì)于沉浸在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn), 先進(jìn)封裝的半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō), 數(shù)字化顯得太大而空了。但如果我們深入觀察行業(yè)的趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型內(nèi)涵下的各種微趨勢(shì)都在半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)潛移默化地發(fā)生著: 數(shù)字化的本質(zhì)是用數(shù)字來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)世界的變革，數(shù)字化的過(guò)程是要建立全要素的數(shù)據(jù)模型，數(shù)字化的目的是驅(qū)動(dòng)智能決策。

　　數(shù)據(jù)模型是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型是提供全量全要素的連接和實(shí)時(shí)反饋，在產(chǎn)品上要覆蓋設(shè)計(jì)態(tài)、制造態(tài)、運(yùn)行態(tài)三個(gè)維度。最近幾年，數(shù)字孿生(digital twin)在半導(dǎo)體業(yè)被頻頻使用，這些都與行業(yè)的數(shù)字化驅(qū)動(dòng)高度相關(guān)。在2020年8月的那篇著名的討論半導(dǎo)體行業(yè)數(shù)字孿生革命的文章中，曾提到Cadence的Frank Schirrmeister認(rèn)為數(shù)字孿生在半導(dǎo)體里有三個(gè)基礎(chǔ)元素：

　　一是用于開(kāi)發(fā)目的的數(shù)字孿生，這是從半導(dǎo)體的開(kāi)發(fā)流程中自然產(chǎn)生出來(lái)的，它通常演化為開(kāi)發(fā)流程上的數(shù)字孿生，用軟件平臺(tái)化作為承載體，通常是pre-silicon的;二是數(shù)據(jù)產(chǎn)生相關(guān)的數(shù)字孿生，把整個(gè)人的活動(dòng)數(shù)字化，這個(gè)通常和post-silicon 的workflow優(yōu)化有很大的聯(lián)系，表現(xiàn)為工作效率的提升;第三個(gè)是隨時(shí)間變化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，通常與產(chǎn)品生命周期的維護(hù)問(wèn)題有關(guān)，是跟芯片使用相關(guān), 包含了in-field的數(shù)據(jù)。

　　開(kāi)發(fā)端的數(shù)字孿生已經(jīng)在EDA里發(fā)芽，AI/ML在EDA中也被用來(lái)解決各種實(shí)際具體問(wèn)題。從跟產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)角度, Synopsys 第一個(gè)提出的全硅生命周期管理(SLM)就是面向產(chǎn)品生命周期的數(shù)據(jù)，從未來(lái)的角度一定是和EDA的數(shù)字孿生結(jié)合，把數(shù)字孿生的價(jià)值最大化。Siemens也演進(jìn)出了自己的全硅生命周期解決方案(SLS)。目前階段，量產(chǎn)的數(shù)字孿生仍然是產(chǎn)業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)，但是專(zhuān)家們也都提到半導(dǎo)體廠對(duì)良率的優(yōu)良管理導(dǎo)致不具備更全的缺陷庫(kù)提供AI 學(xué)習(xí)，要想從頭積累這些缺陷在越是大的工廠里，越是困難。

　　左移(shift left)是目前半導(dǎo)體行業(yè)最有意義的詞。雖然左移和數(shù)字孿生在數(shù)字化理論上緊密結(jié)合，但產(chǎn)業(yè)界給左移賦予了更多的現(xiàn)實(shí)意義。任何向左轉(zhuǎn)移的努力和左移時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題都意味著后續(xù)成本的節(jié)省已經(jīng)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)達(dá)成共識(shí)。半導(dǎo)體價(jià)值鏈的最左端就是產(chǎn)品規(guī)范(specification)。在某些特定的應(yīng)用領(lǐng)域中，左移可以實(shí)現(xiàn)在規(guī)范定義的時(shí)候就引入客戶及其終端使用的模型。但復(fù)雜的半導(dǎo)體行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)急需標(biāo)準(zhǔn)，只有標(biāo)準(zhǔn)才能把所有的環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)連接起來(lái)，從而建立數(shù)字孿生?？偟膩?lái)說(shuō)，目前階段整個(gè)產(chǎn)品鏈的左移都發(fā)生在部分易于左移的小步上，而構(gòu)建整個(gè)數(shù)字孿生以后的整體左移，還需要基于后續(xù)成果尋找切實(shí)可行的路徑。

　　如果我們做個(gè)簡(jiǎn)單的小結(jié)就是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的整體數(shù)字化還有很遠(yuǎn)的路要走，我們沒(méi)法重構(gòu)一個(gè)數(shù)字孿生的原因是投入產(chǎn)出比的問(wèn)題，任何數(shù)字孿生的建立必須是產(chǎn)業(yè)自然發(fā)展的產(chǎn)物，我們有太多具體的技術(shù)挑戰(zhàn)要解決，他們的優(yōu)先級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝于我們?nèi)?gòu)建一個(gè)完整的數(shù)字孿生。

　　如果拉近到中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，蓬勃發(fā)展的中國(guó)設(shè)計(jì)公司正探尋著中國(guó)定義芯片的道路。大家談?wù)摰氖侨瞬?、效率、產(chǎn)能、質(zhì)量提升等基礎(chǔ)問(wèn)題，但當(dāng)我們和國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司的眾多CEO/CTO/COO們進(jìn)行深入探討時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些當(dāng)家人也都在組織方法論上探索新的實(shí)現(xiàn)之路。如果我們套用數(shù)字化轉(zhuǎn)型中最常被引用的說(shuō)法“所有的企業(yè)都應(yīng)該用數(shù)字化重做一遍”的邏輯，中國(guó)的設(shè)計(jì)公司反而在最好的位置上去走數(shù)字化的道路。然而這并不意味著中國(guó)公司不會(huì)遇到上述的挑戰(zhàn)。另一方面，雖然用數(shù)字化重構(gòu)企業(yè)是容易被認(rèn)可的概念，但在落地上卻遇到了如何橫跨IT和業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)。在國(guó)際大型半導(dǎo)體公司的實(shí)踐中，轉(zhuǎn)型往往伴隨著大量對(duì)IT和平臺(tái)部門(mén)的投資，對(duì)于業(yè)務(wù)體量還不足夠大的公司，投入產(chǎn)出比是不能成立的。

　　所以數(shù)字化的轉(zhuǎn)型對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體公司的落地點(diǎn)也需要是解決業(yè)務(wù)問(wèn)題的，企業(yè)從中可以收獲可負(fù)擔(dān)的用戶體驗(yàn)的提升和效率提升。根據(jù)我們的調(diào)研結(jié)果，數(shù)字化中最直接可以落地的點(diǎn)是workflow的優(yōu)化和數(shù)字化重構(gòu)，這個(gè)步驟和生態(tài)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性小，又直指中國(guó)設(shè)計(jì)公司最直接的效率和質(zhì)量的問(wèn)題，是最可以實(shí)現(xiàn)的。

　　我們可以看幾個(gè)具體的落地場(chǎng)景：

　　場(chǎng)景一

　　研發(fā)項(xiàng)目管理

　　芯片產(chǎn)品的研發(fā)是個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，需要跨部門(mén)、跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的研發(fā)人才緊密合作，才能讓產(chǎn)品盡快上市，確保產(chǎn)品成功。新時(shí)代的芯片研發(fā)也要引入敏捷開(kāi)發(fā)的管理方式，由客戶價(jià)值驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)及上市的流程，所以很多公司都采用了IPD 等開(kāi)發(fā)管理模型。在實(shí)踐中，從研發(fā)產(chǎn)品管理優(yōu)化的角度，我們發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)公司對(duì)跨團(tuán)隊(duì)的高效、合規(guī)地合作有幾方面的共性：

　　1

　　公司需引入軟件工具作為芯片產(chǎn)品研發(fā)管理體系的承載體，使研發(fā)過(guò)程具有統(tǒng)一的流程框架，確保公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)使用“共同語(yǔ)言”。

　　2

　　以研發(fā)項(xiàng)目號(hào)與芯片料號(hào)出發(fā)進(jìn)行研發(fā)管理，讓市場(chǎng)、產(chǎn)品、研發(fā)、測(cè)試、應(yīng)用在產(chǎn)品目標(biāo)上對(duì)齊。圍繞產(chǎn)品規(guī)范，各部門(mén)能異步開(kāi)發(fā)，在每個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)同步對(duì)齊，縮短開(kāi)發(fā)周期。

　　3

　　項(xiàng)目管理和產(chǎn)品管理需要緊密結(jié)合，產(chǎn)品生命周期階段與項(xiàng)目任務(wù)強(qiáng)相關(guān)。項(xiàng)目管理的變動(dòng)能同步產(chǎn)品變更，讓產(chǎn)品出貨合規(guī)，降低產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)。

　　4

　　建立有效數(shù)據(jù)中臺(tái)將產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理起來(lái)，形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)。一方面，確保產(chǎn)品合規(guī)，所有問(wèn)題可追蹤;另一方面，也能有效地為下次產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

　　這些優(yōu)化的角度都需要適用于半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的研發(fā)管理軟件結(jié)合業(yè)務(wù)進(jìn)行輔助實(shí)現(xiàn);而傳統(tǒng)的通用項(xiàng)目管理或產(chǎn)品管理系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)造成管理系統(tǒng)和實(shí)際工程師使用的具體工具脫節(jié)，為了滿足管理要求而讓工程師大量手工操作管理系統(tǒng)，很容易造成線上線下兩層皮，線上數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，無(wú)法輔助決策，線下徒增任務(wù)，難以推進(jìn)實(shí)現(xiàn)。

　　場(chǎng)景二

　　研發(fā)測(cè)試協(xié)同

　　芯片研發(fā)是個(gè)軟硬協(xié)同的過(guò)程。所有的設(shè)計(jì)工作都是軟的，一旦芯片回來(lái), 硬件的實(shí)際情況要能夠迅速反饋給設(shè)計(jì)人員，測(cè)試人員就肩負(fù)著快速完成準(zhǔn)確測(cè)試，收集有價(jià)值數(shù)據(jù)的艱巨任務(wù)，這些數(shù)據(jù)就是要給芯片實(shí)際能力做個(gè)準(zhǔn)確的畫(huà)像。所以短時(shí)間內(nèi)收集大量的多維度的數(shù)據(jù)是研發(fā)人員需要的。從研發(fā)和測(cè)試優(yōu)化的角度，有幾個(gè)方面：

　　1

　　測(cè)試規(guī)范左移，測(cè)試開(kāi)發(fā)左移。

　　2

　　測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)化，保證測(cè)試的質(zhì)量和測(cè)試能力建立在組織上。

　　3

　　測(cè)試數(shù)據(jù)收集自動(dòng)化。

　　4

　　數(shù)據(jù)分析可視化、自動(dòng)化。

　　5

　　數(shù)據(jù)報(bào)告自動(dòng)化。

　　6

　　失效模式模型積累。

　　過(guò)去設(shè)計(jì)公司研發(fā)測(cè)試這個(gè)影響Time to Market的關(guān)鍵環(huán)節(jié)沒(méi)有軟件工具的概念，而以上的這些優(yōu)化的角度都可以通過(guò)先進(jìn)的測(cè)試軟件流程工具來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)。

　　場(chǎng)景三

　　以數(shù)據(jù)為中心的

　　協(xié)同數(shù)據(jù)分析和審核

　　設(shè)計(jì)公司需要建立以Spec和數(shù)據(jù)為中心的運(yùn)行機(jī)制，驅(qū)動(dòng)各個(gè)部門(mén)下一步的工作執(zhí)行。中心化的數(shù)據(jù)審核和數(shù)據(jù)分析是驅(qū)動(dòng)數(shù)字化運(yùn)作重要一環(huán)。例如：

　　1

　　通過(guò)以Spec為中心的運(yùn)作機(jī)制貫穿產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，協(xié)同各部門(mén)定義Design Plan, DV Plan, Validation Plan, Test Plan，可靠性計(jì)劃，量產(chǎn)計(jì)劃等。

　　2

　　在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)報(bào)告并建立數(shù)據(jù)評(píng)審機(jī)制，保證數(shù)據(jù)結(jié)果合規(guī)，項(xiàng)目進(jìn)度可視，數(shù)據(jù)可追溯。

　　3

　　基于各個(gè)環(huán)節(jié)充分收集的數(shù)據(jù)，協(xié)同決策下一階段的計(jì)劃設(shè)計(jì)，例如實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證的Full Char結(jié)果指導(dǎo)量產(chǎn)測(cè)試的Limit設(shè)計(jì)與量產(chǎn)用例的設(shè)計(jì)。

　　4

　　將所有的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行深度挖掘，建立有效的工程問(wèn)題庫(kù)，幫助工程知識(shí)建立到系統(tǒng)中。

　　最先進(jìn)的軟件方法可以使以上場(chǎng)景中的工作流程實(shí)現(xiàn)敏捷化和高效化。國(guó)際大廠的流程優(yōu)化實(shí)踐開(kāi)始于十?dāng)?shù)年前，通常由IT或軟件平臺(tái)部門(mén)在業(yè)務(wù)演進(jìn)過(guò)程中逐步實(shí)施。由于實(shí)施的過(guò)程需要對(duì)業(yè)務(wù)的高度理解，歷時(shí)周期都比較長(zhǎng)，并且需要在反復(fù)迭代中演進(jìn)。今天的中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，沒(méi)有十年的時(shí)間來(lái)循序漸進(jìn)，我們需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)做共同的基礎(chǔ)積累，并且運(yùn)用中國(guó)先進(jìn)的軟件能力將這些積累作為產(chǎn)業(yè)的共同資產(chǎn)。如何將軟件技術(shù)和半導(dǎo)體業(yè)務(wù)深入理解緊密結(jié)合，即使在全球范圍之內(nèi)，也是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。完成這個(gè)任務(wù)的前提是這個(gè)工作必然是從產(chǎn)業(yè)內(nèi)生長(zhǎng)出來(lái)的, 從小到大地解決實(shí)際產(chǎn)業(yè)和技術(shù)問(wèn)題逐漸做全。

　　孤波科技作為一家專(zhuān)業(yè)研究半導(dǎo)體公司效能提升的公司，聚焦于研發(fā)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司各個(gè)環(huán)節(jié)上的先進(jìn)軟件工具。孤波科技的團(tuán)隊(duì)匯集了來(lái)自半導(dǎo)體測(cè)試、半導(dǎo)體數(shù)據(jù)分析和互聯(lián)網(wǎng)軟件領(lǐng)域的專(zhuān)家，把產(chǎn)業(yè)知識(shí)和軟件行業(yè)的產(chǎn)品定義方法論融合在一起，為中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)定制軟件產(chǎn)品并賦能客戶落地。孤波科技目前已經(jīng)和很多國(guó)內(nèi)一線設(shè)計(jì)公司合作，完善半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司workflow上的軟件工具鏈，推動(dòng)中國(guó)半導(dǎo)體公司的高速發(fā)展。

　　作為體外生長(zhǎng)的賦能部門(mén)，孤波經(jīng)常被問(wèn)到如何保護(hù)設(shè)計(jì)公司的數(shù)據(jù)和核心know-how，我們會(huì)在后面的文章里回答這兩個(gè)問(wèn)題。