西门子数码工业软件优化IC设计与封测管理效能
智能化时代来临,半导体的重要性日增,在此一领域中,IC设计与封装的重要性不亚于晶圆制造,近年来产业环境骤变,市场竞争日益激烈,如何打造最佳化芯片设计产品组合、降低封装成本并提高毛利率,就成为这两类业者的营运重点。
在6月16日举办的「巩固半导体产业核心竞争力:研发管理的精进 网络研讨会」中,西门子数码工业软件半导体产业资深技术顾问张治平,就深入剖析半导体的IC设计与封测等两大环节目前所遭遇的挑战,并提出相关解决方案。
张治平首先介绍西门子的软件布局。2007年该公司将旗下软件部门独立为子公司后,就积极整合内外资源,提供客户最佳化解决方案,2015年西门子软件整并电子设计软件大厂Mentor后,旗下的产品线更为丰富,目前在MCAD/CAM、EDA/ECAD、软件开发/管理、CAE/实验室、数据分析、制造执行、工厂自动化、制造工程等八大领域,均有对应的设计平台。
追求最佳化IC设计产品组合
在IC设计部分,张治平指出产品组合策略与IC设计公司的获利息息相关。分析整体市场,目前全球此一领域的业者毛利率从20%到60%,最小与最高者相差3倍,由此可看出,规划不佳的产品策略,将严重影响企业的获利。
不过企业的资源有限,如何在众多的限制与市场中,做出正确的分配,借此缩短热门产品的上市时程,并让潜力技术持续取得足够开发资源,就成为IC设计者的营运课题。
张治平表示,消费性市场不断演变,新技术快速进入,IC设计已无法像过去一样专注于本业技术,例如过去属于后段制程的封装,现在也成为IC设计的一环,业者必须与IC制造厂讨论最适合的封装技术,让产品效能最佳化。
除了整合新技术外,简化产品开发流程、支持分散全球的设计团队、整合产品与制造流程设计、变更过程中协调系统与人员、降低因时间和人力浪费所产生的成本,也是IC设计业的重要考量,业者必须通盘汇整上述条件,才能让产品如期如质的进入市场,并使获利一如预期的浮现。
IC设计流程包括产品组合设计、专案创意管理、产品开发、产品制造到进入市场后的追踪追溯,在上述流程环节中,都需要对应平台。
张治平以创意发想阶段为例,如前文所述,现在IC设计须考虑到封装方式,因此在创意阶段,工程师就会与晶圆制造讨论相关技术,以确认产品的可行性,这些过去大多不被IC设计业者重视的细节,如今也都必须被加以纪录,作为日后成为专案时的参考。另外当创意成为专案时,业者也应透过各类图表工具设定管制节点,确保毛利率一如预期。
针对上述问题,西门子从不同层面着手,从认证、产品开发、专案管理、半导体制造到最后的产品追溯均有完善的解决方案,并透过特殊设计,让管理者全面掌握各专案的状态,例如其专案管理平台中的仪表板,就是将各专案的数据可视化,管理人员可以同一页面上看到专案的资源耗用与工作进度,借此动态管理内部的产品组合,让企业毛利率最大化。
除了专案管理外,西门子也推出半导体加速器套件,此套件有各种功能,包括新产品介绍(NPI)、产品特性与要求管理、IP管理与技术研发等四项功能,这些功能都可对业者的毛利率有极大帮助,例如产品特性与要求管理,就能确认客户要求的产品属性,在专案开发过程被正确执行,避免最终成果不如客户预期,导致专案效率不佳。
协助封测业者精准掌握BOM表
在封测产业部分,张治平指出,精准BOM规则的运作,将使芯片封装公司扩大利润,进而提升竞争力。他表示近几年先进封装快速普及,成本控管在封装产业的重要性快速提升,西门子的平台则透过各种功能,协助业者在完成先进封装的同时,精准控管成本。
张治平分析现在封装常会遇到的问题与其对应工具,在这其中,2.5D与3D封装是近期普及速度最快的封装技术,此技术让封装开始走向立体,这时就需要有机构设计软件,模拟分析立体空间中的力学、热学、模流。
除了立体封装之外,现在IC设计也会考量到光罩部分,但过去的EDA都仅局限于板层次(Board Level),因此EDA的功能也必须同步提升。最后,则是软件管理,包括针测、测试、客户要求的韧体,都让封测业者面临较以往为复杂的管理难题。
上述挑战都迫使封测业者必须积极导入新技术,透过新技术让产品具备可信赖的追溯机制、让封测过程中不同环节的数据得以正确且顺利交换,并确保最终产品的品质。针对这些问题,张治平表示,西门子提供了完整的解决方案,其中TEAMCENTER统一管理平台,就具备专案管理、协同工作、物料管理、重用管理、约束规则管理、知识管理等功能。
上述工具都可提升封测业者的效率,进而扩大获利能力。张治平进一步指出,目前封测领域的毛利率大多落在10%到20%,在半导体制程中属于偏低者,因此降低成本就成为封测业者的营运重点。
张治平分析封测产业的成本,材料费用占有其50%到60%比例,因此如何找到替代材料,降低BOM表金额,就成为封测产业的决胜点。不过随着新时代封装技术的普及,封装所使用的材料越来越多元,这些多元材料让BOM表的复杂程度远高于以往。除了材料外,封测业者还需纳入研发、测试、实验成本管理,最终还须将上述数据都汇整于知识管理库。
对此问题,张治平建议封测业者可以导入西门子的软件平台,全面掌握不同系统中的数据,TEAMCENTER就是最佳选择,除了TEAMCENTER外,他也推荐Mendix,此平台为Siemens的低代码开发工具,可协助业者开发跨系统的交换数据平台,借此活化数据价值,精准控制BOM表。
张治平最后指出,近年来产业环境变化快速,无论是IC设计或封测业者都面临巨大压力,他建议业者应善用外部专业力量,西门子所推出的完整解决方案,将可协助企业强化管理效能,全面强化自身竞争力,迎接市场新竞局。