整個半導體行業(yè)恐怕是使用“數(shù)字化”最少的高科技行業(yè)。對于沉浸在先進工藝節(jié)點, 先進封裝的半導體行業(yè)來說, 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，發(fā)現(xiàn)在數(shù)字化轉型內涵下的各種微趨勢都在半導體行業(yè)內潛移默化地發(fā)生著: 數(shù)字化的本質是用數(shù)字來驅動整個世界的變革，數(shù)字化的過程是要建立全要素的數(shù)據(jù)模型，數(shù)字化的目的是驅動智能決策。

　　數(shù)據(jù)模型是數(shù)字化轉型的基礎。數(shù)據(jù)模型是提供全量全要素的連接和實時反饋，在產(chǎn)品上要覆蓋設計態(tài)、制造態(tài)、運行態(tài)三個維度。最近幾年，數(shù)字孿生(digital twin)在半導體業(yè)被頻頻使用，這些都與行業(yè)的數(shù)字化驅動高度相關。在2020年8月的那篇著名的討論半導體行業(yè)數(shù)字孿生革命的文章中，曾提到Cadence的Frank Schirrmeister認為數(shù)字孿生在半導體里有三個基礎元素：

　　一是用于開發(fā)目的的數(shù)字孿生，這是從半導體的開發(fā)流程中自然產(chǎn)生出來的，它通常演化為開發(fā)流程上的數(shù)字孿生，用軟件平臺化作為承載體，通常是pre-silicon的;二是數(shù)據(jù)產(chǎn)生相關的數(shù)字孿生，把整個人的活動數(shù)字化，這個通常和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;第三個是隨時間變化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，通常與產(chǎn)品生命周期的維護問題有關，是跟芯片使用相關, 包含了in-field的數(shù)據(jù)。

　　開發(fā)端的數(shù)字孿生已經(jīng)在EDA里發(fā)芽，AI/ML在EDA中也被用來解決各種實際具體問題。從跟產(chǎn)品相關聯(lián)的數(shù)據(jù)角度, Synopsys 第一個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)，從未來的角度一定是和EDA的數(shù)字孿生結合，把數(shù)字孿生的價值最大化。Siemens也演進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)內關注的重點，但是專家們也都提到半導體廠對良率的優(yōu)良管理導致不具備更全的缺陷庫提供AI 學習，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)字化理論上緊密結合，但產(chǎn)業(yè)界給左移賦予了更多的現(xiàn)實意義。任何向左轉移的努力和左移時發(fā)現(xiàn)的問題都意味著后續(xù)成本的節(jié)省已經(jīng)在整個產(chǎn)業(yè)達成共識。半導體價值鏈的最左端就是產(chǎn)品規(guī)范(specification)。在某些特定的應用領域中，左移可以實現(xiàn)在規(guī)范定義的時候就引入客戶及其終端使用的模型。但復雜的半導體行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)急需標準，只有標準才能把所有的環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)連接起來，從而建立數(shù)字孿生。總的來說，目前階段整個產(chǎn)品鏈的左移都發(fā)生在部分易于左移的小步上，而構建整個數(shù)字孿生以后的整體左移，還需要基于后續(xù)成果尋找切實可行的路徑。

　　如果我們做個簡單的小結就是半導體產(chǎn)業(yè)的整體數(shù)字化還有很遠的路要走，我們沒法重構一個數(shù)字孿生的原因是投入產(chǎn)出比的問題，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挑戰(zhàn)要解決，他們的優(yōu)先級遠遠勝于我們去構建一個完整的數(shù)字孿生。

　　如果拉近到中國的半導體產(chǎn)業(yè)，蓬勃發(fā)展的中國設計公司正探尋著中國定義芯片的道路。大家談論的是人才、效率、產(chǎn)能、質量提升等基礎問題，但當我們和國內設計公司的眾多CEO/CTO/COO們進行深入探討時，發(fā)現(xiàn)這些當家人也都在組織方法論上探索新的實現(xiàn)之路。如果我們套用數(shù)字化轉型中最常被引用的說法“所有的企業(yè)都應該用數(shù)字化重做一遍”的邏輯，中國的設計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公司不會遇到上述的挑戰(zhàn)。另一方面，雖然用數(shù)字化重構企業(yè)是容易被認可的概念，但在落地上卻遇到了如何橫跨IT和業(yè)務的挑戰(zhàn)。在國際大型半導體公司的實踐中，轉型往往伴隨著大量對IT和平臺部門的投資，對于業(yè)務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)字化的轉型對中國半導體公司的落地點也需要是解決業(yè)務問題的，企業(yè)從中可以收獲可負擔的用戶體驗的提升和效率提升。根據(jù)我們的調研結果，數(shù)字化中最直接可以落地的點是workflow的優(yōu)化和數(shù)字化重構，這個步驟和生態(tài)系統(tǒng)關聯(lián)性小，又直指中國設計公司最直接的效率和質量的問題，是最可以實現(xiàn)的。

　　我們可以看幾個具體的落地場景：

　　場景一

　　研發(fā)項目管理

　　芯片產(chǎn)品的研發(fā)是個復雜系統(tǒng)，需要跨部門、跨學科、跨領域的研發(fā)人才緊密合作，才能讓產(chǎn)品盡快上市，確保產(chǎn)品成功。新時代的芯片研發(fā)也要引入敏捷開發(fā)的管理方式，由客戶價值驅動產(chǎn)品研發(fā)及上市的流程，所以很多公司都采用了IPD 等開發(fā)管理模型。在實踐中，從研發(fā)產(chǎn)品管理優(yōu)化的角度，我們發(fā)現(xiàn)設計公司對跨團隊的高效、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)過程具有統(tǒng)一的流程框架，確保公司研發(fā)團隊使用“共同語言”。

　　2

　　以研發(fā)項目號與芯片料號出發(fā)進行研發(fā)管理，讓市場、產(chǎn)品、研發(fā)、測試、應用在產(chǎn)品目標上對齊。圍繞產(chǎn)品規(guī)范，各部門能異步開發(fā)，在每個關鍵節(jié)點同步對齊，縮短開發(fā)周期。

　　3

　　項目管理和產(chǎn)品管理需要緊密結合，產(chǎn)品生命周期階段與項目任務強相關。項目管理的變動能同步產(chǎn)品變更，讓產(chǎn)品出貨合規(guī)，降低產(chǎn)品風險。

　　4

　　建立有效數(shù)據(jù)中臺將產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理起來，形成數(shù)據(jù)資產(chǎn)。一方面，確保產(chǎn)品合規(guī)，所有問題可追蹤;另一方面，也能有效地為下次產(chǎn)品研發(fā)過程優(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體芯片設計行業(yè)的研發(fā)管理軟件結合業(yè)務進行輔助實現(xiàn);而傳統(tǒng)的通用項目管理或產(chǎn)品管理系統(tǒng)經(jīng)常會造成管理系統(tǒng)和實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)不準確，無法輔助決策，線下徒增任務，難以推進實現(xiàn)。

　　場景二

　　研發(fā)測試協(xié)同

　　芯片研發(fā)是個軟硬協(xié)同的過程。所有的設計工作都是軟的，一旦芯片回來, 硬件的實際情況要能夠迅速反饋給設計人員，測試人員就肩負著快速完成準確測試，收集有價值數(shù)據(jù)的艱巨任務，這些數(shù)據(jù)就是要給芯片實際能力做個準確的畫像。所以短時間內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)和測試優(yōu)化的角度，有幾個方面：

　　1

　　測試規(guī)范左移，測試開發(fā)左移。

　　2

　　測試方法的標準化，保證測試的質量和測試能力建立在組織上。

　　3

　　測試數(shù)據(jù)收集自動化。

　　4

　　數(shù)據(jù)分析可視化、自動化。

　　5

　　數(shù)據(jù)報告自動化。

　　6

　　失效模式模型積累。

　　過去設計公司研發(fā)測試這個影響Time to Market的關鍵環(huán)節(jié)沒有軟件工具的概念，而以上的這些優(yōu)化的角度都可以通過先進的測試軟件流程工具來輔助實現(xiàn)。

　　場景三

　　以數(shù)據(jù)為中心的

　　協(xié)同數(shù)據(jù)分析和審核

　　設計公司需要建立以Spec和數(shù)據(jù)為中心的運行機制，驅動各個部門下一步的工作執(zhí)行。中心化的數(shù)據(jù)審核和數(shù)據(jù)分析是驅動數(shù)字化運作重要一環(huán)。例如：

　　1

　　通過以Spec為中心的運作機制貫穿產(chǎn)品開發(fā)周期，協(xié)同各部門定義Design Plan, DV Plan, Validation Plan, Test Plan，可靠性計劃，量產(chǎn)計劃等。

　　2

　　在新產(chǎn)品開發(fā)的各個關鍵節(jié)點，進行有效的數(shù)據(jù)報告并建立數(shù)據(jù)評審機制，保證數(shù)據(jù)結果合規(guī)，項目進度可視，數(shù)據(jù)可追溯。

　　3

　　基于各個環(huán)節(jié)充分收集的數(shù)據(jù)，協(xié)同決策下一階段的計劃設計，例如實驗室驗證的Full Char結果指導量產(chǎn)測試的Limit設計與量產(chǎn)用例的設計。

　　4

　　將所有的數(shù)據(jù)結果進行深度挖掘，建立有效的工程問題庫，幫助工程知識建立到系統(tǒng)中。

　　最先進的軟件方法可以使以上場景中的工作流程實現(xiàn)敏捷化和高效化。國際大廠的流程優(yōu)化實踐開始于十數(shù)年前，通常由IT或軟件平臺部門在業(yè)務演進過程中逐步實施。由于實施的過程需要對業(yè)務的高度理解，歷時周期都比較長，并且需要在反復迭代中演進。今天的中國半導體產(chǎn)業(yè)，沒有十年的時間來循序漸進，我們需要整個產(chǎn)業(yè)做共同的基礎積累，并且運用中國先進的軟件能力將這些積累作為產(chǎn)業(yè)的共同資產(chǎn)。如何將軟件技術和半導體業(yè)務深入理解緊密結合，即使在全球范圍之內，也是個巨大的挑戰(zhàn)。完成這個任務的前提是這個工作必然是從產(chǎn)業(yè)內生長出來的, 從小到大地解決實際產(chǎn)業(yè)和技術問題逐漸做全。

　　孤波科技作為一家專業(yè)研究半導體公司效能提升的公司，聚焦于研發(fā)半導體設計公司各個環(huán)節(jié)上的先進軟件工具。孤波科技的團隊匯集了來自半導體測試、半導體數(shù)據(jù)分析和互聯(lián)網(wǎng)軟件領域的專家，把產(chǎn)業(yè)知識和軟件行業(yè)的產(chǎn)品定義方法論融合在一起，為中國半導體產(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)和很多國內一線設計公司合作，完善半導體設計公司workflow上的軟件工具鏈，推動中國半導體公司的高速發(fā)展。

　　作為體外生長的賦能部門，孤波經(jīng)常被問到如何保護設計公司的數(shù)據(jù)和核心know-how，我們會在后面的文章里回答這兩個問題。