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睡前消息482期：避免另一个“汉芯”，对国产CIM软件要宽容
2022年9月9日睡前消息文字版第482期
【睡前消息482】避免另一个“汉芯”，对国产CIM软件要宽容
大家好，2022年9月9日星期五，欢迎收看第482期睡前消息。
首先向观众道个歉，上期节目我预告今天要继续介绍苏联解体前中国对戈尔巴乔夫的评价。但是一方面需要整理的资料太多，另一方面，最近还有一些国内问题值得关注。所以戈尔巴乔夫的评价话题再往后推个一两期，今天先请静静介绍国内话题。
http://www.iccsz.com/site/cn/News/2022/08/08/20220808063317336760.htm
https://www.eet-china.com/mp/a152053.html
https://www.iot101.com/news/4395.html
8月初有消息说，中国大陆最大的芯片制造企业——中芯国际新项目遇到障碍。在北京新建的12英寸晶圆厂因为配套CIM软件进度较慢被迫暂停，原因是技术承包方上扬软件无法完成中芯国际的需求。
报道提到了一个细节，上扬软件负责北京12寸晶圆项目的上百人团队已经全部从中芯国际办公地撤离，多位负责该项目研发的高级技术人员正在寻找新的工作机会。
上扬软件很快进行了回应，称报道不符合事实，项目并未暂停，上扬团队仍然在执行项目，只是由于疫情反复，项目由集中开发改为远程开发。
督工，卡住中芯国际12英寸晶圆项目的CIM软件是什么东西？
首先我们要理解什么是CIM软件。对于我这个前土木工程师来说，CIM这个缩写是称呼从BIM数据延伸的智慧城市管理系统(City Information Modeling)。但是最近几年，随着大型工厂越来越复杂，尤其是IT产业工厂越来越复杂，新闻上提到CIM软件，一般是指“计算机集成制造（Computer Integrated Manufacturing）”系统，尤其是电子行业、芯片行业的计算机集成制造管理软件。
代表计算机集成制造的CIM概念来自1973年，由美国人约瑟夫·哈灵顿博士提出。
60年代美国发明了集成电路，70年代初发明了大规模集成电路，可以在一块电路板上安放完整的计算机处理器，所以计算机制造成本快速下降，可以批量制造通用的小型计算机，安放在工业生产的各个工序，搜集信息的同时也处理信息。所以美国人可以想象，企业的全部生产信息都可以通过传感器收集，工厂的日常运行完全可以交给计算机处理，这就是所谓“计算机集成制造”。
“集成制造”，关键字是“集成”。
计算机普及之前的生产线虽然也有上下工序配合，但是每条流水线是由几十台独立的机器构成的，下一个工序的工人和机器只能接受上一个工序的产品，完全不知道上一个工序的生产数据，所以只能通过简化流程和狠抓管理来保证流水线顺畅运行。如果出现差错，只能通过人工检查来追溯问题，一步步找到出问题的工序。
有了CIM软件之后，整个流水线受同一个计算机系统控制，每个工序的生产数据都会被记录，每一件产品在每一个时间点的状态都可以追溯。无论是对工作流程的随机干扰做出反应，还是事后追溯原因，都不用再投入额外的人力。而生产线升级改造会产生什么后果，也能通过CIM系统做出比较准确的判断。可以说CIM系统在流水线出现之后又一次颠覆了生产模式。
一开始CIM生产模式还局限于特定工厂的特定工序，到了80年代，随着计算机价格进一步下降，CIM概念不断扩展，从生产环节逐渐覆盖到创意策划、设计、储运、再到营销和售后服务。
目前国际标准化组织（ISO）对CIM的定义是：将企业所有的人员、功能、信息和组织等诸方面集成为一个整体的生产方式。CIM并不打算让计算机在生产制造中彻底取代人，而是用信息技术构造实体生产的数字模型，再用数字模型管理工厂的日常运行，给人类管理者的各种创意提供参考，也提供进步空间。可以说CIM软件是制造业数字化、智能化的最终完成形态。
CIM轮图和CIM理念在今天的扩展
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具体到软件层面， CIM系统包括多种集合的工业软件，其中最核心的软件是MES——制造执行系统。MES把一个工厂内的各种生产设备和整个生产流程映射到计算机平台上，实时采集设备和生产过程数据，监控保障生产的正常进行，以秒级甚至毫秒级反应速度调整生产数据。
目前的CIM系统，主要是在MES的基础上扩展了一些功能组件，利用生产数据兼顾市场分析、产品设计、加工制造、经营管理、售后服务等功能。在不太严格的场合下，MES和CIM两个名称基本上可以通用。
CIM/MES的系统层级结构
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上扬软件myCIM软件的子系统组成
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CIM系统或者说MES系统在各行业的普及率有所区别。生产工序复杂，生产过程数据量大，对环境要求严格，需要极快的响应速度，工厂就需要 MES代替人工去采集数据，做实时决策。可以说，CIM系统是现代复杂制造业企业的“小脑”，甚至承担了一部分“大脑”的职能。目前汽车、航空、制药、化工、冶金等行业都在应用MES和CIM。比如广汽和浙江药业都引入了罗克韦尔自动化的MES方案，空客A350的发动机的订单虽然总共只需要制造几百台，但是也必须靠MES软件控制生产。
视频素材：广汽应用罗克韦尔自动化有限公司的MES方案
https://www.youtube.com/watch?v=Ou9nFaKsNdw
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视频素材：浙江药业引进罗克韦尔自动化有限公司的MES方案
https://www.youtube.com/watch?v=6JN108ZNGP4
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视频素材：RR制造空客A350发动机
https://www.zhihu.com/zvideo/1545233562831663104
视频素材：半导体制造设备及CIM巨头应用材料公司（AM）宣传材料
https://www.youtube.com/watch?v=b_PCQAJzHj8
现代半导体制造技术的演进有两个基本方向，一是制程越做越小，二是晶圆越做越大。制程变小，从微米级逐步降到纳米级，是提升芯片性能；晶圆越做越大，是节约制造成本，因为大晶圆有更多的切割方式，加工时被切掉的边角料比例低。
这两个发展方向都导致生产技术越来越复杂，对精度和环境的要求快速超过了传统工业。目前主流的12寸晶圆厂，每一片晶圆要在几百台设备间流转，经过上千道工序，在处理数据之前先制造了海量数据。根据应用材料公司的数据，28nm晶圆厂的年均数据量有80TB，14nm晶圆厂每年的数据量是为141TB，完全超出了人工管理能力，只能交给软件处理。
所以计算机芯片电路本身的生产逐渐需要CIM系统辅助控制，最终完全依赖于CIM系统。可以说，CIM系统是用计算机生产更高精度计算机的中介，是第三次工业革命的传动链条。
视频素材：晶圆为什么是圆的
最近几年随着中美贸易战，芯片产业的升级压力越来越大，中国普通人也开始关注芯片产业链的细节，重视程度超过了其他产业，所以大多数人是在芯片产业的相关新闻第一次听说CIM系统。
视频素材：IBM公司开发的CIM系统Si-View
https://www.youtube.com/watch?v=inoOAOOMjHo
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半导体芯片工业的CIM系统，和传统产业的CIM系统有什么区别呢？
从产业定位来说，人类用专用软件设计芯片，用CIM软件控制工厂，实现了用新型计算机制造更精密计算机的循环。如果一个国家的半导体工业没有CIM软件，就说明这个国家的半导体工业不能跟着整个产业协同升级，分享不到第三次工业革命的技术红利。
从具体的生产模式来说，半导体工业CIM系统最主要的特征就是变化快。过去几十年，芯片产业大致服从摩尔定律，每过两年左右，同样大小的芯片就要容纳两倍的逻辑电路。这说明人类在不断突破工业生产的极限，也在不断利用上一轮计算机升级循环的成果，跟不上同行升级速度的企业，没有生存价值。
半导体生产设备不断更新，甚至连设备利用的物理原理也在不断更换，上一代生产线的经验和套路很快就会失效。所以，CIM软件必须是当前先进工艺和管理标准的系统化总结，不仅是对现有设备收集信息，做数字化升级，更要给客户提供搭建新生产线的模板，避免“投产即落后”的现象出现。
如果还是用生物学做比喻的话，大多数传统工业的CIM软件是工厂的神经系统和部分脑组织，而芯片工业升级太快，CIM软件还要额外承担传递产业“遗传信息”的任务，负责从0开始建造整个企业。所以CIM软件开发人员必须到现场，和各个设备生产商密切交流，才能把理论上成立的管理模式落实成可行的方案。
最近中芯国际的12英寸晶圆项目停顿，业内消息说原因是上扬软件国产CIM项目进度可疑。督工你怎么看待传闻和上扬软件的反驳？
首先简单介绍一下上扬软件公司。
上扬软件成立于1999年，是国内最早一批专门为半导体制造业企业提供MES和CIM软件解决方案的供应商。
不过，早进场并没有给上扬软件带来“先发优势”，因为当时的半导体MES软件基本上被IBM和应用材料公司寡头垄断，直到今天仍然如此。而晶圆厂又是投资很大的项目，客户在选择配套CIM上比较慎重，倾向找知名厂商做成熟方案。据创始人吕凌志博士回忆，在创立的第一年，整个公司一张订单都没有接到。
幸运的是，随着国内光伏产业和面板产业兴起，4、5、6、8英寸小晶圆厂遍地开花，允许上扬软件从低端市场入局，廉价争夺小项目，同时也锻炼队伍。2009年，上扬软件进入光伏行业，很快成为光伏行业组件厂和电池厂CIM供应商龙头企业。
2017年，上扬软件获得了深创投的A轮融资，开始重新尝试半导体高端市场。2019年，上扬软件获得北京屹唐华创、上海物联网的B轮融资，开始研发8到12寸晶圆厂MES系统。2021年5月，上扬软件完成了C1轮融资，获得了哈勃资本、兴橙资本、红土善利的投资。
2021年，中芯国际和上扬软件都得到了国家集成电路大基金的支持。
2021年2月，中芯国际与国家集成电路大基金在北京联合投资建设了中芯京城12英寸晶圆厂项目，总投资500亿元。这是第一条计划全国产化的12寸生产线，上扬软件是负责国产CIM软件的技术承包方。2021年10月，上扬软件获得了C2轮融资，由国家集成电路大基金二期领投，成为首家获得大基金投资的半导体MES或CIM工业软件企业。
上扬软件创始人，董事长兼CEO吕凌志
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现在中芯京城晶圆厂传出了挫折消息，我并不意外，因为这是第一条非美制12寸晶圆生产线，在技术封锁和专利限制下，不得不采用很多激进的技术方案，有挫折几乎是必然。如果京城晶圆厂传出的都是好消息，所有技术节点都100%按计划推进，我反而要疑惑中国的运气为什么这么好了。
上扬软件负责的CIM项目是500亿晶圆厂的核心技术之一，甚至可以说是其他大多数关键技术的前置技术，面对项目停滞的业内消息，上扬软件无论是反驳说项目在按期推进，还是说我们遇到了暂时的困难需要解决，都是一个在逻辑上可以接受的答复。
然而，上扬软件做出了最违反行业逻辑的回答，说我们没有解散项目团队，也没有拖项目的后退，只是考虑到疫情，让团队做 “远程开发”。这个答复让我开始考虑京城晶圆厂的CIM系统出了什么问题。
前面我们介绍了半导体工业的逻辑，晶圆厂开发CIM软件不是后期进入的信息化改造升级，而是从项目初期就逐步成型的建厂模板，不会建好工厂等软件，更不可能让开发人员考察工厂之后回家远程开发。如果软件工程师不在现场陪着一起调试硬件，研究工序组合问题，做出来的任何产品都毫无价值。现在上扬软件承认开发团队不在建厂现场，几乎就等于暂时放弃了项目。特别是上扬软件此前并没有成功的12寸CIM商用案例，它能拿到京城晶圆厂的12寸项目，也是在国家集成电路大基金刺激下的产业升级实验之一，根本没有套用之前成熟项目的选择，必须把绝大多数开发人员留在现场，和晶圆厂和其他供货商密切沟通，相互配合。所谓“远程开发”如果是真的，完全是对国家集成电路大基金的双重不负责。
从公开信息看，上扬软件的老板之前曾经说，CIM软件技术上没有难点，但永远在迭代更新，必须时刻保证质量。这一方面说明上扬软件可能低估了12寸晶圆项目的复杂性，另一方面也说明，上扬软件很清楚开发人员常驻现场的必要性。这在正反两方面都暴露了所谓“远程开发”的荒谬性。
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督工你认为“远程开发”的说法有漏洞，也就是说上扬软件很可能无力完成国产12英寸“非美示范线”的CIM系统。那上扬软件和中芯国际为什么不解约呢？
从公开商业信息看，上扬软件同时还在争取其他一些六寸、八寸项目的MES软件订单，准备提供比较成熟的技术解决方案，这些信息进一步表明，CIM系统不能满足需求，京城晶圆厂项目停顿比“远程开发”更可信。而上扬软件不愿意公开退出，也不想把太多核心技术人员留在京城晶圆项目装面子，所以用“远程开发”的名义，把主要人力投入其他更可靠的项目，回笼资金。
如果疫情的借口能多用几个月，上扬软件可以期待自己同时推进的项目够多，从金融市场获得更多的支持，回来再想办法把京城晶圆厂的CIM系统做到底。这是目前最合理的逻辑链条。上扬软件最好再补充一些解释， 12寸晶圆厂“远程开发”CIM软件的故事才能更圆满。
更重要的一点是，中芯国际和上扬软件都是得到国家集成电路大基金支持的重点企业，如果公开承认CIM系统开发遇到障碍，几乎必然要被质疑“拿了国家钱，没做出东西”。而集成电路大基金作为国家投资方，也要在体制内被质疑投资眼光有问题。现在上扬软件还需要继续融资，大基金也要继续保持自己的权威性，所以“远程开发”能成为各方面勉强接受的“默契”答案。
然而，我们知道，历史上只有宗教机构会敢说自己永不犯错，比如说天主教会就有教皇永不认错的传统。而投资和科研是人类的行为，没法分享神的信誉，从来就是要冒风险的。如果不允许失败，投资和科研就只剩下两个选择了，或者什么都不干，或者造假宣布成功。
睡前消息470期的标题是“反击翻案风”，当时我提到，陈进也不是从一开始就想用外国芯片磨掉标志骗国家的，在项目刚启动的时候，陈进虽然吹牛夸大了自己的履历，但手里也的确有一部分摩托罗拉的源代码，自以为奇货可居，可以做出合格的国产DSP芯片，顺便给自己换来金钱和名誉。
外国源代码的法律问题先不去管他，就国内规则来说，他用源代码换科研投资的行为，算是拉上国家一起赌弯道超车，成功了是英雄，失败也可以说认赌服输，回到传统路线再努力。
但是，不只是陈进高估了源代码的作用，还有一大批院士、专家真心以为遇到了科研捷径，在DSP芯片上下注，绑定了自己的信誉。所以到了2003年验收的时候，陈进已经没有认错辞职的选择了，只能买外国芯片，磨掉商标假装自己的产品。
验收会上，到场的邹世昌、许居衍、严晓浪认认真真地看过外国芯片，宣布国产汉芯达到国际先进水平，在验收报告上签字，允许陈进从各方面拿到更多的资金，扎扎实实造假，把昂贵的造假游戏又玩了3年。这期间陈进未尝没想过用新到手的资金做真芯片掩盖之前的造假，可惜团队内部有人不愿意陪他一条路走到黑，所以2006年把闹剧戳破了。
470期睡前消息节目我说，骗术是有周期的，一旦社会稍有淡忘，原来的招数就会被拿出来用。给汉芯翻案不仅是历史问题，更是影响当前产业升级的现实问题。
现在中芯国际的12英寸晶圆厂传出了CIM软件“远程开发”的解释，我立刻想到了当年的汉芯事件。时隔20年，“不许认错”的压力还在，而且影响范围更广。集成电路大基金的规模现在已经达到几千亿，重点投资项目几十个，如果大基金投资不允许任何失败，如果上扬软件和大基金管理人员没有一个体面、安全的认错机制，我担心汉芯事件会以另外的方式重演，而且不只在一个地方重演。
如果中芯京城晶圆厂真的卡在CIM软件上，中国的芯片产业会受到很大影响吗？
北京12寸晶圆厂只是中芯扩产计划之一。除此之外，中芯国际在上海临港贸易区以及深圳，各有一座12英寸晶圆厂正在建设。8月26号，中芯国际再次发布公告，宣布投资75亿美元，在天津再建设一条月产10万片晶圆的12寸产线。北京12寸晶圆厂和这些项目相比，属于第一条非美示范线，所以受到了更多的关注和压力。如果京城晶圆厂真的因为技术问题拖后了项目进度，只要坦然面对失败，中国的芯片产业也会继续前进，只是在追求独立自主的方向上会制定更现实的目标。
https://www.jiemian.com/article/7979485.html
就算只看京城晶圆厂本身，如果上扬软件在遇到挫折后能及时退场，国内其他企业也未必做不了非美示范生产线的CIM系统。比如说赛美特、铠铂科技、芯享科技、哥瑞利，虽然不一定有大基金支持，但也跃跃欲试。其中赛美特的12寸晶圆厂MES系统已经成功跑通，证明国内芯片制造人才有足够的活力，只是需要公开透明的竞争体系提供机会。
中芯国际的12英寸晶圆厂预计投资500亿，在全世界看来也算先进的大型芯片工厂了，但这肯定不是中国半导体产业的发展终点。英特尔和台积电的18英寸晶圆项目虽然都遇到挫折，只要中国大陆开始量产高端芯片，人类终究还是要往前跨一步，到时候无论是芯片设备制造商，还是CIM-MES软件开发，都要迎接新的挑战。
经过多年合并重组之后，现在国际上的MES软件基本上来自IBM和应用材料两家公司，IBM公司很有名，应用材料公司是半导体制造设备的主流供应商之一，这两家公司联合制订了绝大多数MES系统国际标准。下一代18寸晶圆厂MES的基本框架，多半还会由这两家积累深厚的企业定义，中国的CIM软件企业必须追赶很久，才有机会给全世界制定规则。
追赶必须保持耐心，有弯道超车的机会固然好，但首先要避免压力太大，自己投机取巧导致翻车。汉芯事件给我们最大的教训，不是要数芯片的针脚数量，而是应该允许科研人员认错，在法律框架内及时叫停没有希望的项目。如果从一开始就要求科研项目必须成功，期待每个高级科研人员都一直正确，就必然有人制造更大的骗局掩盖当下的问题。
具体到京城晶圆项目，我不敢说“远程开发”一定就意味着失败。但这显然是一种超出行业惯例的解释，如果上扬软件不补充更多可信的事实，市场早晚会发动更多的追问，到时候中芯国际和上扬软件恐怕需要制造更大的胜利来满足预期。我很担心“从胜利走向胜利”的非理性预期最终制造类似汉芯的事件，中国芯片产业没有另外十年可以用来反思了。
督工你又重新提到2003年的汉芯造假问题。你做了470期睡前消息节目之后，张捷做了一期视频，再次重申汉芯没有用砂纸打磨芯片，而是用普通人不太懂的方式去掉了外国芯片logo，本质上还是用另类手法引进外国技术。督工你怎么看张捷的观点？
470期睡前消息节目的标题是《反击汉芯翻案风》，原因是我觉得自己在重复官方对汉芯事件的定性，而张捷想推翻2006年揭露汉芯事件之后的官方结论。我认为，陈进就是一个欺世盗名的骗子，而且造假手段非常低劣。而张捷2018年文章写了一篇文章，标题是《舆情战败与汉芯悲剧》，我来给大家读一段：
https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404240320970802848
对汉芯的所谓磨去其他芯片的商标的说法，其实是业内公开的秘密，不是吃瓜群众想的用机械那样的磨！去掉集成电路显微图形结构上的商标LOGO不是你机械加工行为能够做到的。这是半导体集成电路各国山寨当初都去干的事情。我们行话就是叫做磨片，就是把集成电路内部构造的图形一层层的磨出来，然后就照着制作。这个磨片的事情，台湾省、日本、韩国都干过。而美国为了保护他们的产品，主导了把芯片的内部构造的设计图形当作版权进行保护，这个保护比专利权厉害多了！因为专利权是技术公开换取保护，版权则未必公开！
专利是你要申请在保护的，版权是不一定需要版权登记的！而且版权是50年专利只有20年。因此有了版权的情况下，各个厂商就在他们的集成电路图形上的一些秘密位置，做上自己的LOGO，你如果不知道，磨片照相照搬，那么LOGO也在上面，人家当然要告你侵权！而半导体集成电路多少亿个器件，你要找到LOGO是不容易的，比对主张版权也不容易，但如果你知道他们的LOGO在哪里，都给去掉了，真的是要有情报和对其构造搞清楚才行，是高技术和有意义的事情。
中国研究出来了芯片也是一个舆情战，在舆情方面，我们战败，相关人变成了造假者。只不过我们大多数人根本没有意识到这一点！行业内的人，有些人是清楚的，但中国人的红眼病比任何民族都厉害。你靠特殊的位置，拿到了行业的情报和技术秘密，本来水平不比我高多少，但你要是成功了，你的财富我几辈子比不了，我情何以堪？！我上不去谁也上不去，我不能上去但可以拉你下来，这就是中国的现状和通病。而质疑汉芯造假的很多机密性的文件信息，也不是一般人能够搞得到的，这信息的外泄，难道没有外国情报部门的影子？！
很多人说汉芯造假，影响了中国芯片产业发展十多年，这个说法的结论我是认同的，但不认同其原因和过程！影响中国产业发展的不是造假，而是这样把美国情报带回来，进行自主仿制的行为，被定义成造假！
张捷先生可以否认这段文字是他写的，那样就没什么争议了。但如果承认这段文字是他写的，那我说他给陈进“翻案”，应该是准确定性。
后来我转念一想，不止是张捷要求翻案，我也是要求翻案的一方。因为2006年的调查报告虽然直接宣布陈进是骗子，但是没有追究验收会上几十个人集体造假的责任，也没有追究十几亿科研资金一无所获的责任。2003年之前的科研投入可以说愿赌服输，2003年到2006年的资金投入那就是纯粹的诈骗，不给个说法，对不起全国人民。
所以，我也希望2006年的汉芯事件能得到彻底调查，让全国人民知道谁为这件事负责。如果陈进真是英雄，功大于过，就不应该和全国的耻辱事件绑定到死。如果陈进和其他高级科研人员合谋骗钱，他就不应该在监狱外面闲逛。为了让20年前的十几亿科研资金有个交代，我决定和张捷先生一起要求翻案，翻到哪一边，看事实也看逻辑。
翻案的核心人物，在于现在和汉芯事件终身绑定的陈进。从工商信息看，他还在国内，还能正常从事科研和商业活动。我建议，我和张捷都利用自己的观众圈，寻找陈进，请他出来把当年的事情说清楚。要是连这点要求都不提，那也就别说什么翻案了。
当然，可能有人说，现在把陈进重新拉进舆论场，是不负责任的民粹行为，是把潜在的科研英雄暴露给网络暴民。这话也许有道理，但张捷先生肯定不会说，因为他2018年写文章，颠覆汉芯事件调查结论的时候，显然就是希望文章被更多人的看到。要说给陈进的现实生活施加压力，张捷先生的动作比我快很多。
所以，我还是前面的建议，一起站稳立场，要求把陈进找出来，讲一讲20年前的十几亿资金是怎么花的，该奖励就奖励，该惩罚就惩罚。在整个芯片产业都追求快速升级的2022年，行业内不应该有模糊不清的当代史死角，更不应该在找不到当事人的情况下就翻案。
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