如何破局?这是摆在每一位半导体人面前的难题。

国家高端芯片受人掣肘，应对之策唯有加快自主研发进程，真正实现我国科技崛起。而这谈何容易，对于一座先进芯片制造高端工厂，工艺步骤多达上千道，生产及保障系统极为复杂。如果能在工厂建设前，通过数字孪生技术构建动态仿真模型，模拟真实运行状况，便能极大避免不必要的弯路，提升生产效率。成立三年来，数字化技术中心以工艺能力为基础，以数字孪生技术为手段，致力于实现降低半导体工厂建设投资、缩短建设周期、提高生产效率、降低运行成本的ITEC目标。

一、使命在前 勇挑重担

经过两年的技术研发储备，电子院与某国内先进闪存设计制造一体化的IDM集成电路企业(以下简称：“Y公司”)达成战略共识，由数字化技术中心PSIM仿真攻坚团队(以下简称：“Y项目团队”)对其一期工厂主要系统进行仿真技术验证与优化，共同探索半导体数字工厂设计新模式。

作为数字化团队负责人，程星华深知该仿真项目的重大意义，这关系到我院在先进存储领域和12英寸半导体领域工艺设备数据库和工艺设计能力基础是否能打好，更是一次联合行业龙头企业共同探索数字仿真技术价值赋能的新模式。他们是向“数”而行的追梦人，以“强工艺引领”和“数字化转型”为使命，面向“大电子”核心生产技术领域，旨在全面提升数字化仿真能力，更好地服务客户，为产业赋能。

初到Y公司厂区，成员们集中办公

二、重担在肩 集智攻关

电子院首席技术官杨光明在会上就技术路线作出指导

程星华在与业主的项目阶段汇报会上谈仿真意义

以往的单机台建模，需要根据业主给出的机台数据逐个进行加工。这种旧方法虽然能保证准确性，但面对更加复杂的机台时往往难以迁移。是继续沿用旧路线，还是大胆摸索出一条新路线?一向锐意创新、不破不立的徐策提出，抛弃之前的仿真策略，从底层逻辑重新提炼机台间的异同。经过大量数据的反复试验，他提取出了5-6类具有普遍共性的机台加工行为，例如单腔单片、单腔多片等等，其扩展性和复用性极强。徐策提出的这套底层逻辑，为团队形成了独创的技术路线，一扫机台建模工作的障碍。

但新的问题接踵而至。仅湿法刻蚀和化学机械抛光两个模块的机台就有约7个厂商15种型号，每种机台又执行着繁琐而复杂的工艺加工，这极大考验着成员们抽丝剥茧的能力。“那就化整为零，从典型厂商型号入手!”面对问题，白帆这样说。

说干就干!成员们迅速行动，分析得出单机台的用能研究机理值，再使用数字化仿真软件进行虚拟重构，反复校准验证直至符合物理现实。在集智攻关、反复验证优化之下，最终将整个循环区域动态用量仿真与实际厂房数据之间的差值控制在了极小范围内，满足了业主对于机台用能仿真的需求。

千百次对参数的反复调整，记录着成员们一滴滴无悔的汗水；数万条运行数据信息，绘就了数字化仿真一寸寸希望的蓝图。正如曹东常说，“既然我们选择了远方，就只顾风雨兼程；既然选择了数字化仿真，就只顾追梦与前行。”

白帆与成员们在Y项目临建办公区开会研究

三、不忘初心 永葆本色

如果说求真务实、精益求精是工程师的工作态度；那么，严于律己、以身作则便是一名党员的行动自觉。Y项目团队现有党员8人，占团队总人数近50%。2023年6月，Y项目团队在驻地成立了“数字化技术中心PSIM某仿真项目攻坚团队党员突击队”。电子院首席技术官杨光明多次亲临现场调研，一次次校准技术路线，使Y项目的工作逐渐有了清晰的方向。6月中旬，院党委副书记安志星赴Y项目基地，听取攻坚团队工作情况及党建工作汇报，数字化技术中心PSIM某仿真项目攻坚团队党员突击队经安书记授旗成立。

成立数字化技术中心PSIM某仿真项目攻坚团队党员突击队

党员突击队的青年们把问题想在前，把工作做在前，周到细致、不出纰漏。卢芳慧是团队中的技术骨干，也是一名老党员。面对业主提出砷排设计不够完善、风量不足的需求，她带着几位青年技术人员，借着进厂的宝贵机会实地观察含砷废气系统，构建了从机台端、到洗涤塔、再到砷排处理系统直至最终排放的整个模型，实现了动态输出管道实时关键数据，挖掘节能降耗的优化点。

经过两年技术研发与一年项目实践，Y项目团队原创了半导体数字孪生工厂整体解决方案，它承载了电子院70年的设计经验，助力电子院在数字化转型及工艺设备数据库建设的赛道上奋勇争先。今天，数字孪生工厂方案已经在多个项目中落地应用。在湖畔光芯项目中，仅物流效率一项就提升了25%,每年节约运行成本超790万元，获得了业主的高度评价。

Y项目团队向“数”而行，不驰于空想、不骛于虚声，无论党员还是群众都有着一个共同的身份，那就是一名来自电子院的工艺工程师。秉承创新创效精神，将个人发展与国家需求融为一体；凭勇气和毅力，不断突破工艺设计能力，迭代半导体工厂数字孪生方案。一座座工艺设备机台在虚拟空间拔地而起，跑动的用能数据如同他们昼夜不停的步伐；数字孪生工厂技术惠及半导体行业的未来，仿佛已近在眼前。

作者：葛浩玥