拥抱半导体制造创新

半导体市场格局正在演变

半导体需求正在上升。过去，半导体行业的增长与个人电脑和手机等消费电子产品密切相关。如今，数字化转型已在各行各业加速推进，迎来了半导体需求持续增长的新时代。预计到2030年，全球半导体行业将成为一个万亿美元级别的行业。¹ 半导体制造商需要立即采取措施，以满足这一不断增长的需求并保持领先地位。

为了充分利用这一增长势头，展望未来至关重要。重新评估运营并寻找创新机会的半导体制造工厂（“晶圆厂”）将具备在未来几年内获得这些好处的良好条件。围绕四个重点领域进行正确的投资：最大化产量、增强弹性、赋能员工和推动可持续发展——这将帮助半导体制造商满足需求并在竞争中脱颖而出。

¹The semiconductor decade: A trillion-dollar industry." McKinsey, 2022.

1. 通过智能制造解决方案最大化产量

最大化产量对于满足半导体需求至关重要。随着半导体需求的增加，跟上不断提高的KPI目标将变得越来越具有挑战性。此外，老化的硬件可能会阻碍晶圆厂在未来几年内成功满足需求并保持高正常运行时间。考虑新的方法来最大化产量，将使晶圆厂在现在和未来都能取得成功。

半导体制造商可以通过投资智能制造技术来最大化正常运行时间、效率和质量，从而最大化产量。对于一些晶圆厂来说，这可能表现为自动化物料搬运，以最大化设备正常运行时间。其他厂商可能会实施由AI和ML驱动的智能调度系统来优化物料流，或实施结合预测性分析的质量管理系统以帮助发现生产异常。预配置的工具和库也可以帮助加快上市时间。除了最大化产量之外，还需要考虑提升运营弹性的方式。

2. 在整个运营中构建弹性

培养弹性以成功克服未来挑战对于每个半导体制造商的成功至关重要。虽然无法预知未来，但风险管理是建立这种运营弹性的关键。如今，晶圆厂面临各种风险，从日益严重的网络安全问题和复杂的供应链挑战，到员工安全和项目风险。合适的技术可以帮助晶圆厂领先于风险，同时不影响生产力。

为了管理风险，晶圆厂需要具备识别潜在风险的可见性，并配备成功缓解风险的工具。对于希望加强网络安全的半导体制造商来说，这可能意味着实施具有基于角色权限的智能系统，以确保运营安全并保护敏感IP。那些希望降低项目风险的企业可能会实施集中式供应链管理中心，以提升运营可见性。半导体制造商还应关注的另一个风险领域是日益严重的人才短缺问题。

3. 赋能员工，打造当下和未来的劳动力

技能差距的扩大使得半导体行业员工的培养和技能提升比以往任何时候都更加重要。随着半导体行业转型以满足更复杂的需求，这一技能差距只会继续扩大。到2030年，半导体行业预计需要超过一百万名额外的熟练工人以满足需求。² 半导体制造商需要进行创新，以装备当今的员工队伍并为未来的员工队伍做好准备。

为了培养半导体行业人才，晶圆厂需要合适的技术，既要让现有员工在岗位上表现出色，又要激励下一代人才。对于一些晶圆厂来说，这可能意味着实施AR/VR解决方案，以加强操作员培训并缩短维护时间。自动化和数字孪生解决方案可以进一步优化流程，让员工专注于更高价值的任务。领先企业也越来越多地创建学术联盟，为学生进入未来的半导体行业做好准备。

² “全球半导体人才短缺。”德勤，2022年。

4. 通过解决低效率问题推动可持续发展

实现可持续半导体制造不仅仅是一种社会责任——它现在已成为关键任务。随着半导体晶圆厂扩张以满足当前和未来的需求，其环境足迹也在不断扩大。在继续实现生产目标的同时实现可持续发展目标，将继续成为未来几年半导体制造商关注的重点领域。

可持续半导体制造需要创新技术来确定改进机会。通过利用新旧自动化技术的数据以及先进的AI和ML解决方案，晶圆厂运营商可以构建数字孪生，以提升能源、水和废弃物的效率。数字孪生还可用于实施创新技术，例如水冷式冷却器系统，以减少水和能源消耗。通过努力使运营更加可持续，晶圆厂将能够降低成本并满足当前和未来的监管要求。

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