发布于《半导体工程》： 点击此处查看原文
作者：克里斯托夫·贝格
重新思考制造商如何协作、利用数据并部署人工智能驱动的自动化。
在2025年PDF解决方案用户大会上，首席执行官约翰·基巴里安发表了题为《半导体产业的重大转折点》的主题演讲。他指出，当前半导体行业正处于关键转折点：一方面人工智能需求的爆发式增长带来巨大机遇，另一方面前所未有的制造复杂性构成严峻挑战。其核心观点是：要实现2030年万亿美元规模的半导体产业目标，必须从根本上重新思考制造商如何协作、如何利用数据以及如何部署人工智能驱动的自动化。
人工智能驱动的增长需求
基巴里安开篇便提出引人瞩目的增长预测，这些预测已从雄心勃勃演变为切实可行。半导体行业正朝着2030年前保持约10%年增长率的目标稳步前进，人工智能将成为主要驱动力。这不仅关乎数据中心——到2030年，约三分之二的半导体需求将受人工智能影响，从边缘设备到嵌入日常产品的微控制器皆然。
这场变革的规模令人瞠目：全球数据中心容量到2030年可能增长三倍以上，复合年增长率接近22%，而边缘AI已占据半导体AI市场半壁江山。 最具说服力的或许是：2纳米以下的尖端制程节点将主导代工厂营收，到2030年占比达40%，2035年更将攀升至60%——这有力驳斥了"摩尔定律终结"的持续预测。
三大根本性挑战
基巴里安围绕三个相互关联的挑战阐述了该行业的演变历程，PDF Solutions正通过其平台和解决方案致力于应对这些挑战：
3D革命：制造技术已从简单的复杂度扩展演变为阿特·德·格斯所称的"系统性复杂度"。这既涵盖基于小芯片的系统封装，也包括日益普及的三维晶圆加工。 现代产品普遍采用17-18层金属层结构，需测试数十亿个通孔。晶圆键合技术（曾被视为图像传感器的特殊工艺）如今已成为闪存和背面供电的标准方案。手机中的红外传感器现已演变为封装内的多芯片系统，就连测试设备所用的芯片也采用了多芯片模块设计。
供应链碎片化：传统半导体行业为实现规模经济而集中制造产能的模式正面临颠覆。正如基巴里安所指出的，该行业正尝试前所未有的新模式：在分散化、全球分布的制造体系中实现经济效益。客户期望无论晶圆产自何处都能获得具有竞争力的价格，但地缘政治现实、人才分布及市场准入要求正推动着跨洲产能同步扩张。
产品层面的复杂性正呈指数级增长。先进封装技术如今涉及20多次测试插入、20多块高带宽内存芯片与逻辑芯片的集成，以及共封装光学元件等新兴技术。每家无晶圆厂公司都已实质上转型为制造商，需要统筹协调复杂的多方供应链，而非仅仅接收成品晶圆。
通过人工智能提升运营效率：随着80%的美国半导体工程硕士毕业生选择离境，以及90%的亚太地区企业将人才招聘列为首要任务，技术人才短缺问题日益严峻。 与此同时，传统方法仅能分析5-10%的制造数据，数据科学家80%的工作时间耗费在数据对齐与预处理而非实际分析上。这迫切需要颠覆性变革——人工智能将赋能分析师充分利用所有可用数据，实现更快速的决策，从而为行业带来亟需的运营效率提升。
战略应对
基巴里安阐述了PDF Solutions如何通过四大整合支柱来拓展其产品组合，以应对这些挑战：
协作与供应链协调：PDF Solutions正从两个层面应对协调挑战。通过Sapience制造中心实现的内部协调，可无缝整合制造执行系统（MES）、企业资源规划（ERP）、产品生命周期管理（PLM）及电子设计自动化（EDA）工具，从而消除耗费数据科学家大部分时间的数据处理工作。 通过供应链枢纽实现的外部协同，可自动化质量保证流程，支持实时在制品追踪，并促进数据前馈应用——使单次插入的测试参数能优化后续操作。
该理念以"人主导决策，AI执行落地"为核心，通过建立规则与防护机制，使人工智能能够自动化完成高达90%的分析工作，同时实现秒级可视化呈现，并确保100%的数据在100%的时间内得到全面挖掘。
全球安全连接平台：2020年，PDF Solutions收购了半导体制造设备连接与控制软件领域的行业领导者Cimetrix。仅今年一年，就有8,000台半导体制造设备搭载PDF软件出厂。若将该公司视为单一设备供应商，其出货量规模位居行业首位。
2025年，通过收购SecureWISE，PDF Solutions现运营着半导体行业规模最大的安全数据交换网络，连接超过300个制造基地和100余家设备制造商，二十年来零安全漏洞记录。 该平台提供端到端的零信任架构，在八个区域管理着数拍字节的云数据，系统可用性达99.9%，并持续符合ISO 27001国际标准、多项区域特定安全要求以及行业专属的SEMI标准。
效率机遇
基巴里安以一个发人深省的计算作结，既揭示了挑战也蕴含机遇。支撑万亿美元产业的年度制造成本高达4000-5000亿美元，而全球最昂贵工厂的设备，若以创收晶圆产量衡量，其运行效率仅为60%-80%。 设备看似拥有90%的运行时间，但其中大部分时间都在生产非盈利性晶圆——包括调试晶圆、认证试产、出厂前的缺陷扫描。
“如果我们能真正将这些工厂的产能再提升10%，就离实现万亿美元规模的业务目标更近一步了，”基巴里安强调道。这正是PDF Solutions发出的行动号召：通过人工智能驱动的协作与全球半导体生态系统中的智能决策，释放1400亿美元的价值潜力。
一个变革性的时刻
基巴里安的演讲勾勒出半导体制造正经历自300毫米晶圆转型以来最深刻变革的图景。整个行业必须在人才短缺的困境中，同时实现前所未有的产能扩张、掌握新型三维技术、协调分散的全球供应链，并持续满足客户对成本与性能持续优化的严苛要求。
正如PDF Solutions所阐述的，解决方案并非简单地收集更多数据或运行更多人工智能模型。它在于构建组织内部、供应链合作伙伴之间以及人类与人工智能系统之间智能协作的基础设施。它在于打造能够使数千亿字节的暗数据可访问且可操作的平台。它在于建立治理框架，使自动化能够安全地大规模运行。
随着半导体行业朝着万亿美元的未来飞速前进，胜出者将是那些能够从现有产能中榨取最大价值、跨越组织边界协调复杂事务、并让工程师专注于洞察而非数据处理的企业。如果基巴里安的预见被证明是正确的，那么前进之路不在于建造越来越大的工厂，而在于让现有的工厂和供应链变得更智能。