西门子：2023电子与半导体行业白皮书

西门子数字化工业软件行业白皮书内容摘要西门子数字化工业软件深耕电子与半导体行业数十年，在行业内积累了大量的知识技术和丰富的实践经验。近年来，西门子数字化工业软件持续关注着电子与半导体行业的变革，通过一系列研发投资和战略并购，不断丰富和优化传统电子与半导体行业解决方案。今天，在中国高端电子设备与半导体强国之路面临着众多的机遇与挑战之时，西门子数字化工业软件再次总结行业优秀实践，发布《2023电子与半导体行业白皮书》，助力中国电子与半导体企业构建全面的数字孪生，打造世界一流的企业。/zh-CN/2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件全新一轮的重大转型。立全面的数字孪生以表达和验证无限创意，这是加速产品创新，加速新技术应用的必由途径。数字孪生技术必将引发字tore行业优秀实践，发布《2023电子与半导体行业白皮书》，助力中国电子与半导体企业构建全面的数字孪生，打造世界一流的企业。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件3 2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件4行业趋势与洞察生深刻它从大型机开始，随着个人计算生深刻它从大型机开始，随着个人计算围绕着计算机与相应的功能单一的电子设备而发展。机的增长。由于互联网与移动互联网相互接棒，而形成丰到一个新高度。们正在进入数字阶段。算和互联时代也失败的公司所发生的事情机遇，也代表着巨大的挑战。电子产品的这种增长导致了代的一些趋势：机以及创造更有竞争力的产品XO题是经常谈论到：度，甚至几个月。联化为例，一个完整的生态系统，从网络基础设施公智能手机与应用提供商，用户希望使用更高速的连接再到城方面面，变成各类产品中一个极其重要的组成它更多地受到消费者的驱动。一家高端家电制，谈到将电子产品嵌入到他们的电器中并使它们变得地位和更好的平均售价至关这是由消费者希望能够用电2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件5等待机器坏掉时。而这也是汽车电子与汽车制造商正或失败实际上仍取决于客户体验。随着人越来越多地在旅途中，他们希望能够随身携带电子产性和功能的小型产品与综合性产品。并且似乎我们化转型来迎接挑战例：通员工。每个层级的员工在数字化转型中都承担各自的使命与任务，而不仅仅只是把数字化视为一项被安排需要完成的工作而已。组织不同角色与岗位的参与，特别设计、制造和销售等运营团队的参与。这些不同角员参与能将企业内部数字化转型的内涵更加沉淀与方面，通过不同的维度来阐述数字化转型的方方面面：◆数字化的工程师应该具有哪些融合能力师是数字化转型的重要角色，他们能够用现代科技，将传统产品转换为数字化产品，并开发新数字化产品。数字化的工程师通常需要掌握软件开发和硬件设计技能，以及人工智能、机器学习、大数据等技术。数字化的工程师能够将数字化技术应用到产品开发◆数字化的产品管理如何更细致又高效高质的驱动产理是数字化转型的另一个重要角色。品管理需要掌握产品设计、产品营销、产品开能够将数字化技术应用到产品生命周期的各个字化的产品管理需要能够应对快速变化的市场成就智能制造，让制造更精益更柔性就智能制造是数字化转型的另一个重要部字化成就智能制造需要将数字化技术应用到生产和计算等技术，从而实现智能制造。数字化成就智能子产品行业也不例外。未来，数字化的工程师、数字化的产品管理、数字化成就智能制造将成为数字化转型的重要业才能在竞争激烈的市场中立于不败之地。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件6市场与挑战业物联网、大数据分析…等来让企业自身能达到工业4.0界。随着这几年来各个学者专家的研究及推导，也逐认清数字化转型与数字化企业才是目前企业内部所急。界级先进的半导体公司藉由巨大资本支出、大量研发出堪称超越工业4.0的企业环境了。市场随之而来能设备、自动驾游除了必需挑战摩尔定律的物理极限并投入后摩尔定律展，另一个挑战则是需要重新审视企业内部延用多年的发工具、管理系统与业务流程，能否协助企业能更快的多数的公司都是人工管理或由数个分开独立的小系统进艺研发与创新的过程中需要更高的技术水平和更严格的理方式，仿真工具所产生的数据量与相关的文件、制造堪负荷，唯有模块化、全面性的数字化管理才能确保产摩尔定律的限制以及产品高效能、低功耗、高度集成的目的，这已成为未来封装形式中将废热散除将成为这领域主要的挑战之能力还有公司自身使用、整合各类检测设备的能力所淘汰。现况片设计开始，不论是前端的逻辑设计(诸如规格制定、详细设 A趋势，目前半导设备研发公司大多仍停留在半导体设备本身与零组件的协同与管理手法，而设备的装与产线建置更是停留在传录与跟踪，有些大型项目开发时，更是需要许多小组合作并串接多个子项目才能完成，任何进度的延宕都式，无法做到效率提升与经验知识的累积；更论跃升成为世界级的水平。战略的必要性突破摩尔定律的技术瓶颈，而我国的半导体行2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件7数据管理：随着产品研发与生产制程的复杂度增数据管理：随着产品研发与生产制程的复杂度增量的研发、生产数据与彼此间的关联关系，包括产品、仿真数据、封装测试数据、生产数据等，从而提高质量、可用性与追踪追溯的能力，帮助数字化企业更及时的做出更好的决策。更能与客户或供货些领域上达到领先的阶段，但各公司在管理系次开发与系统间错综复杂的关系造成软件律的技术外，可藉有建置的，更避免掉大厂的部门壁垒市场需求。能长期合作的战略伙伴来提升生产效率、加强数据管O的愿景的创新与技术发展正影响着全球产业的未体产业的产品快速创新与提升制造效率，创造更好型的战略手段则可利用西门子的方向：系统：半导体企业通常拥有许多不同的理和协作。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件8数字化的工程师能；设计时间变得越来越短；产品成本要求越来越品质量要求越来越高。这些变化对研发设计提出了◆三星GalaxyNote7电池爆炸，召回成本53亿美元。根据相关研究机构推断，热失效应该是其出问题的过热。从这个典型案例可以看出如果结构与热设计电子产品带来的不仅仅是金钱的损失，而对整个公司的形象和品牌价◆手机等手持式电子产品的使用程中将电子产品失手落至地面或不慎撞击到坚硬外时有发生。如果跌落后引起手机失◆空调现在是夏天必备的家用电器，空调给大家带来是空调噪声。空调由于压缩机的循环运动会产生比另一方面又产生比较大的噪声。现在人们对生活的的需求给研发部门带来新的挑战，研发部门希望能够在新产品确立的初期就能预测冰箱内食物的温度，同时优化冰箱的能耗。计创新提升产品性能的性能都属于多物理场的耦合响应。因此电子产品和半导体真是一个多学科、多物理场的仿真范畴。其性能设计、结构动力学、计算流体力学(CFD)和电磁学等交叉学学科仿真的全系列仿真解决方案，可以有效地帮助电子行客户去解决新设计和新需求带来的新的设计难点，帮助进性和有效性。1.Flotherm解决手机和芯片热失效问题2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件9加速度曲线加速度曲线为电子设备结构设计所面临的三大问电子产品全供应链热仿真能力散热的仿真分析软件；约占全球电子热分析软件市场m2.Simcenter3D™瞬态动力学解决手机跌落和题设备的跌落是在极短的时间内，受到动力学过程。瞬态动力学是一门用于计算载荷随时力学可以快速且准确模拟电备跌落的分析过程。整体变形云图转换，真正实现仿真实时性与设局部变形云图性。全自动网格划分技术、快速料曲线和整整体应力云图3.Simcenter™3DAcousticssoftware解决空调振动噪声问题是衡量家电产品性能的一个重要指标。随着人们对环境的要求不断提面的缺陷将直接增大产品的运行噪声。通过结构特性设计r以在整个产品开发阶段更加高效地工作。对于工程师来解决方案。在声源(通常是非线性的)方面，可以是多体动力学X=激励源传递路径响应模拟方法，除了常用的有限元振动声学和边界元法以外，提供了射线声学和统计能量法。在气动声学方面，能够处理工具(如映射和傅里叶变换)。4.SimcenterAmesim系统仿真解决新一代冰箱的保鲜和节能问题2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件10能控制策略。整个系统组成图如下所示，包括冷藏室、冻室、食物、制冷系统、冰箱壁面、大气环境、风扇等的温度对冰箱仓室内部温度的影响，分析设计能不能满少了整个产品的设计和验证周期。室的控制温度分别为3C和-18C，整个模型的仿真结果如图，冷藏室的温度在3C范围内上下波动，冷冻室的温计创新的价值学科仿真了解复杂电子系统中不同学科专业部等，使得设计人员在设计阶段就可以通过虚拟模型学科仿真能及早认识电子产品在各个学科方面术的可持续发展提供了重要的条件。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件11好的产品改进工作效率和打造稳健设计至关发能力的支持，设计师能够更高效地同步数据、更高好的产品。化带来产品创作的挑战各行各业的电子公司正面临着巨大变化：网络承担。e首当其冲就是电子和机械学科之间的传统隔离。电械工程师往往使用截然不同的工具和术语。他们办D将一个功能关联至一个物理零件。对系统进行电子与电设计时，必须选择适当的元件，包括连接器、端子、屏套、线材等。足够多的电子与电气设计才能确保系统实所需功能。但是，电子系统制定过程中，也存在大量机结构设计。电路连接必须仔细布线，贯穿物理产品并通适(尊重弯曲半径的实际情况)并考虑其他事项，譬如固定校准点位置是否正确。互联网协议(IP)年通信量增长了127机电系统日益复杂，电子和软件因素支配速变化的需求，这种复杂性致使先前的优图：传统ECAD工程师和MCAD工程师之间的割裂阻碍了机电设计之间的同步。：机械工程师可以经常研究电子问题，或者电子代”装配中的某条电线、电缆或线束。这可能导致严重、程师必须理解这些图纸，才能知道元件之间需要哪2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件12过程并非自动的，因而容易产生人为错产生人为错误的几率增高。的电子系统。他们需要共享详细的设计信息，而这需要否也正面临这些机电协同问题呢？需要面对协作工具功能失调问题的十大领域：◆外部和内部铜箔和阻焊层/丝网印刷数据真实3D模型交换和同步刚性-柔性对象设计协同◆高密度互连和小型化产品完整3D干涉检查◆电子设计与机械结构量交换◆设计意图的协作与自◆工作流程同步与信息◆仿真驱动设计◆制造协同与准备因、工程性原因还是管理性原因。1.外内部铜箔和阻焊层/丝网印刷数据箔、阻焊层和丝网印刷数据历来属于电子领域。此目来进行繁工检涉和其他制造问题。如能让机械结构设计团队围、阻焊层和丝网印刷信息展开协作，那将是机械工程师全要两个学科之间的响应能力。2.真实3D模型交换和同步－引脚验证度的组件表示极大限制了设计团队确认组件放检查公差有效性的能力。因组件放置错误而导致制造3.完整3D干涉检查会导致需要数据进手动验证和检业内研究人员所说的大量设计返工和由此产械结构设计团队收到代表所有组件的全部文限，并且组件的任何小特征(例如引线)都可能与壳体发涉。机械结构设计规则检查如果能够按照公司标准进4.设计意图协作与自动传递设计中，各种组件或对象通常归其中一个领域所有权无法自动传输到另一个领域，则可能因为项目移5.工作流程同步2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件13状态和急需处理的未决策数据？设计师们是否可以己已根据被接受或拒绝的内容对另一个领域进行了？情况，则可能导致浪费多个小时等待更改完成(其实早已完成)或做出的更改不再应用于新设计。一次性1.通过在线设计，使ECAD和MCAD免于数据传递与转换递、设计管理层面进行线上同步协同。效的协同做好准备。2.有机结合机电协同设计流程、设计库与设计工具能力通过以下几个过程来进行协同设计，并进行不✓扩展热分析、应力分析、电磁分析势的系率、节约成本并提高生产率。个产品开发过程中始终保持协同。管理，将机械、电子结合在一起，从而加快产品创的传递过程。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件14在将软件无所不在的世界带入我们的日常生活。从智能手机到智能家居，软件正在改变我们的生活方式，随着软件成为产品交付日益重要的一个分，产品硬件开发与软开发之间的界限逐渐模糊。迭代与有着十分重要的作用。下电软硬件协同开发面临的个方面：◆缺乏软硬件协同开发及过程管理一体化环下方式管理软硬件开发需求、计划、数程及结果。◆产品软硬件需求管理缺乏闭环：从初始的业务、设计实现、测试与验证的闭环管理，缺乏有◆普遍缺乏软硬件数据集成化管理：软硬件开发理分散或普遍缺乏系统性集成，软硬件对象版本关系，保证两者版本的匹配一致。◆严重依靠实物样机进行产品验证：依靠实物样机对软硬件功能及控制逻辑进行验证，研制周期设计以及试错成本高1.构筑软硬件集成产品开发一体化环境适配的集成接口即可实现软件需求、开发计划、软件、状态、版本、测试结果的集成。让软硬件开发工程2.产品软硬件开发需求闭环管理品需求、设计、验证、制造的全过程端到端管理闭对变更做出正确的影整个产品生期过程持续的跟踪验证，保障产3.产品软硬件开发数据集成管理的人工管理和识别软硬件对象关系及版本匹配。西门子了集成产品数据管理的方案，通过集成软硬件开发环影响的范围展开分析以及变更后对软件版本进行关联，保软硬件版本变更后的匹配一致性。从而实现在产品件的数据。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件154.多学科协同设计&集成仿真验证面临普遍需要依靠实物样机进行产品验证的现状新。公司面临的业务挑战是：1.必须要遵守严格的安全要求2.必须为物料管理和生产提供支持3.必须应对产品开发中的紧迫时间压力路代码。硬件和软件工件和设计数据存储在同一个◆扩展Polarion以创建集成的解决方案；M案的跨学科系统工程，受到客户的好评。并已将其◆为材料管理和生产提供支持；都必须可追溯到制造商，以便能够在出现批的情况下准确确定这些组件被集成到哪些设备中。员工分配工作包到各个部门和学科，并使用工单和跟踪他们的工作进展情况。过去则必须坐下来审的可追溯的开发和生产，加速整个过程捷性。同时也具有广泛的行业支持，符成功的关键◆集成硬件和软件开发的整个过程；和软件结合在一个系统中作空安全关键硬件和软件2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件16升，消费者在选择产品时，经不再是决定要素。企业在市场竞争中，产品差异1.用户直观体验产品来说，除了几大核心的产品属性以到重视、或者说已经成为核心竞争力，这个维度就是对你的生活造成困扰？你是否也曾因这些噪音而感意乱、无法静心工作学习？或是心态紧张、难以入、疲惫不堪？甚至感到耳鸣、眼花？洗衣机为例，很多企业都不约而同地将二胎家庭作要的目标市场。而在这一市场，静音成了最重要的噪声所影响。这种需求的变化直接反映在统计数据2.行业发展趋势随着新消费主义盛行，及疫情带来的居家时间延声音的总体流程菜市场、在震耳欲聋的建筑工地，声音品质无从极限，因此需要在一定噪声的前提下，提升声品质。把听打造好声音的总体流程，主要包括四个步骤：1.双耳测试。使用人工头或者双耳麦克风对声音进行试。主观评价。对测试到的数据，进行主观评价打分。4.优化迭代。结合试验与仿真手段，对声音进行优化。可纳入产品开发总流程当中2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件17足设计要求。分析，评判是否满足预期的开发目标。化改善迭代。1.双耳测试听到的声音感集。考虑人体2.主观评价回答。标客户群体。通过播放不同的声音，大家对听行打分评价，划分等级。从而确定什么样的声3.客观分析表征人对声音的主观感受如何。声学指标结果，将主观结果与客观指标进行相关性分析(比如使用线性回归方法等)，即可建立二者之间4.优化迭代于产品动态特性与工作状态分析，真两种方法研究。试验的方法准确快捷，与实挥作用，节约开发成本并缩短开发周期。大行其道，但其结果的准确性常常中人为的设定了一些近似和假设。提供了仿真与试验相结合的方案，通过型进行部件级、子系统级、以及系统级的模型验证，有效避免建模过程中的误差累计。通过灵敏度分析的影响最大的参数。进一步通过优化模块完成优化迭代过2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件18nessTonalitySharpness要经过多轮的迭代，每次修改一个参时耗力。基于仿真模型进行优化可实现快速高效低成优化设计。通过建立产品的仿真模型，再将仿真模型。◆使用声音合成可听化–仿真阶段聆听声品质曲线。来判断设计的电机噪声特性是否满足需求。◆利用主观评审系统–打造烟机好声音g在详细开发阶段，使用该系统进行不同阶段音样本(包括竞品、上一代产品)进行主观评价，挑选出了普遍比较受欢迎s观评价结果以及客观计算数据，二者拟合出主观感受。公公主客观关联预期的烟机好声音，赢得了市场信赖。◆借助传递路径分析TPA-提升洗衣机脱水声上的振动、对外辐射的噪声。路径分析(TPA)手段，小天鹅团队，径对箱体右侧板振动，始终是左侧吊簧悬挂点的贡献对吊簧加强件的改。新型号洗衣机上市以2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件19◆自动优化工具改善咖啡机声音体验的噪声，会让人不悦，给人带来不好的体验，e一问题，通过建立咖啡机的参数化优化模型，可以找到了解决性能难题的好方法。这一作，按照之前的方法，往往需要数天乃至数周的时。提供试验测试与仿真计算全面解决方案，助力企业2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件20能安全性车、飞机或者是医疗设来越现代化，功能越来。而这其中有很多是通体搭配各种软件在产品挥巨大的作用，比如汽车互联的人类生活中不可图：涵盖整个安全生命周期的方法和自动化环。但是随着功能的每增加一个功能就好似打开潘多拉魔盒，也许这些年我们经常能看到各种各样的汽车故障的新闻，CX控的可能性。是因为医疗器械的设计未能满足可靠性的要行业中，这些因设备芯片或控制软件导致的问故障数不胜数，因此保证设备或软件的可靠性成为越先进的各个行业中十分紧要的问题。每个行业都有其的标准和要求，从而指导其产品设备的研发是符合可C业的标准和要求可以指导你的设备和软件的研为是否完善密切相关的，而这些工程行为是否被有效是为什么这一两年，越来越多的半导体设计和制造公这种安全生命周期主要有三个关键部分组成：◆首先是生命周期的管理，涵盖了半导体设计研发和的所有过程、治理和执行等。生命周期管理包生安全用例。◆其次是系统性故障，系统故障是由于设计错误而导致的，这就需要一系列活动进行避免，这包括架2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件21功能安全开发的要求。能够帮助用户环，帮助用户满足产品功能安全的要求。这个基础之上则增加功能安全开发的要求。能够帮助用户环，帮助用户满足产品功能安全的要求。这个基础之上则增加一个平台上完成合规性的所有工作。就可以尽可能保证我们半导体产品的一个统一的平台中关联从产品发类工具实现我们的产品，再通过测试和验证工具的产品是符合我们定义的目标，形成一个完整功能安全模板2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件22封装设计与制造规划是半导体产业中至关芯片封装成符合市场需求的各种封装形式，从而实现市场需求、封装方案、封装制造工艺、封装生产、封将分几个部分来描述先进封装设计与制造规和其他工具来协助仿真分析，确保产品符合客户对小型化、高效能、低功耗和高质量的需求。最后利用西门子Teamcenter全面的产品生命周期管理(PLM)数字化平半导体芯片上整合的晶体管和电阻数量将每年增加一「每两年量，I线式的进行，先进技术封装的需求被推向了全新发展。2020~2026年先进封装市场规模(美元)Source:YoleDévelopementFO成长最快的技术平台，年复合成长率分别为括：先进封装技术的发展与应用，Source:KLA采用新的节点生产成本较高，对晶体管的经济效益不大，而利用先进封装可达到预◆体积更小：先进封装技术可实现更小巧的封装形采用较佳的散热材料和散热结构，提升可靠性。◆高速性能更强：实现更短的信号传输路径，减少延由先进技术实现更低的功耗，不只提高◆可靠性更高：藉由材料和制成的提升，增加组件的更小、更快、更节能、更可靠现代消费者对高性能、高质量产品的半导体技术的不断发展。上图列出这的应用。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件23图：ASE所属的SiP封装技术在不断发展。下面列出近年来常见的先进封装技术：◆SiP封装技术(System-in-Package)：SiP封装技术是和电感等。这种封装技术可以节省空间、提高可◆CoWoS封装技术(Chip-on-Wafer-on-Substrate)：个芯片通过微细的线路连接在一起。这种技术可以◆PoP封装技术(Package-on-Package)：PoP封装技这种技术同样可以节省空间、提高可靠性和增加组◆3D封装技术：3D封装技术则是一种将多个组件在三基板上。这种技术可以提高密度和降低成本。图：CoWoS技術在10年內推出5個世代(Source:TSMC)方案和验证电子系统的软件工具。在芯片设计初期可的走向和分层、电源和地线的设置等。透过西门、功率分析等。封装技术的设计。例如：信号线路的信号完整性，电源和接地网络的功率完问题。方案，提供先进的硅级故障诊断技术，还可测储器、逻辑电路等，实现高效、全面的测试和排除。行全面、精确的版图检查和验证。使设计版图符成熟的端到端针对解决方案，结合了上述的实现了快速有效的设计。高密度先进封装解决方案获得FoundryMDI(多芯集成)封装工艺认 IP2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件24 e用电子与系统机械的工具，从芯片整体的角度为厂商提供更多的解决方；同时通过参与芯片与芯片之间的沟通信号连接标准的正是西门子的价值所在。无论是在设计端或者是在制造1.设计和测试：芯片和基板的设虑2.5D和3D封装程序来确保封装后的芯片2.生产和测试设备：2.5D和3D封装需要更高端的生3.应用场景：2.5D和3D封装通常用于高性能、低功影响为主要考虑一般会考虑更小的例如开关损耗势在必行。◆但进入2.5D和3D封装时代后，封装的考虑1.封装技术：在2.5D和3D封装中，封装技术与传统的表面贴装(SMT)封装不同，如，使用积体互连技术(TSV)来连接芯片和基板，因此需要考虑新的封2.芯片堆栈：在3D封装中，芯片的这可以帮助设计人员评估不同设计方案的可行可靠性。能更好地满足客户需求，并提高产品的市竞争力。面可靠性分析，包括寿命预测、热失效、应力和应变等方面。这可以帮助设计人员设计出更可靠的封计人员和供货商进行协作，共同讨论和修改案。这可以提高沟通效率，减少设计和生产。优化，从而提高设计效率和封2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件25NX模型来达成。制程清单(BOP)是IC封装产业中的重要数据，它在保封装过程的质量和效率方面扮演着至关重要的角色。1.质量控制：BOP提供了封装过程的详细信息，包括用材料、设备设置和测试参数等。这些信息对于确保封装过程能以一致且可控方式进行关重要。帮助识别制程优化和改进的机会。例如，透过分BOP以识别特别耗时或容易出错它提供了封装过程的全面概述和必须遵循以确保量和合规性的程序。透过将BOP用作培训工，这对于保持一致性和质量是至关重5.持续改进：BOP还可以作为持续改进计划(如SixSigma或精益生产)的基础。通过分析BOP中详细量保质量、合规性和效率的重要作用。它提供了有关封程的详细信息，为新员工提供了培训工具，并可用于识别制程改进和持续改进计划的机会。1.EBOMtoMBOM结构管理:使用Teamcenter多结编辑器实现MBOM结构树：其生成过程就是按件引用到这些节点下。能够经由EBOMto2.组装程序仿真与SOP工作指导:能够在模拟环境中取工艺制程中的工序、工步、设备、工装、装配2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件26sPlantResource时性及正确性3.通过3D设计与制造一体协同方式，打通产品设计计脱节的问题MES、ERP系统整合，提升企业制造知识重效率6.确保现场作业指导书的实时性及正确性并搭配直观步骤，避免现场工人执行误差化、2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件27半导体车电子蓬能化，推出各种智能化辅助驾驶和互联网功能，利用的传感器和摄像头来增进车子行驶时的安全性和整体驾驶体验，如自动驾驶、智能交通管理等。电子与车用芯片需求持续成长，汽车芯片的功率和运算。功能越来越强，每部车所使用的芯片数随之增加。车如同一台移动式的计算机和数据中心，有零配件、充电系统、传感器和收集到的信息都需要电始提倡电动车，各车厂无不加快脚步进行转型，到了。d厂，仅次于Tesla。中国比亚迪(BYD)对电动车的投入重点产品近重点产品近20年的市场预估产值Source:Bloomberg 渗透率电子化车电子控制单元(ECU)到高级的驾驶辅助系统(ADAS)，包括摄影机、触控屏幕、倒车雷达、视听娱乐无法达到要求，因此为了提升汽车电子模块运作大大提高，不但可以处理大量的讯息，更能在极半导体在汽车产业主要应用包括以下几个系统：⚫引擎控制系统：使用电子控制系统(ECU)来监测ADAS利用高精度的传感器和像处理器来帮助汽车监测和响应外部环更高精度和高可靠性的传感器和图像处理器来精2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件28以上系统中，自动驾驶是这几年被广为讨论的议动驾驶系统需要大量的传感器和处理器来收集和处理车导体技术提供高性能、低功耗的器件来解决相关需求。如，雷达、相机、超声波和激光传感器需要高精度的仿信号处理和数字信号处理器来处理传感器的数据，搭配和交换数据。还可以提升自动驾驶系统的安全性和可靠如，通过使用硬件加速的人工智能技术来实现自动统的自我诊断和故障排除，提高系统的可靠性和维护说，自动驾驶系统需要各种半导体组件和技术步推动自动辅助驾驶技术的发展。根据不同应分出车用半导体的功能和市场成长率及规模发美国汽车工程师协会(SAE)将自动驾驶辅助系统分到显示未来车用芯片技术发展与需求将持续强劲。 (DSP)、传感器、微控制器(MCU)、电源管理IC、功率半导体、分离式组件、微机电(MEMS)、内存、客制化应用IC(ASIC)等。这些半导体芯片应用在不同的功能智慧驾驶的提芯片依种类来划分则主要分成三类。1.逻辑芯片IC2.传感器，常使用于声控、胎压感应、雨滴感应、距离感多。3.功率芯片电子装置的电能转换成系统控制的核心。此类的半导体芯片为了达到更高的能源转换已改用第三代半导体材组件在车辆中的正确运作，需要量的测试和验证。这样的测试和验证过程需要大量和资源，而且会导致产品推出的延迟。因此，针对性，减少时间和成本投入，并且能够快速发现和解在设计、制造、封装测试等各个环节都须符合严格的车用求。不过由于近几年疫情的影响，车用半导体芯片缺料严此各车厂愿意自行投入资源在车用半导体技术领域，同时件市场已耕耘许久，拥有丰富的经性等状况。如同消费性电子半导体组件一样，是影响车用半2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件29温，进行有效的散热，避免芯片损坏或运作效能降CFD助工程师进行及白皮书，让工程师可以迅速累积经验来进行个别化模和分析，帮助工程师设计更优秀的电子产品，并提高产品的性能和可靠性。CFD术的专业软件，可以用来仿真流泛的物理模型库，包括紊流、热传、辐射、化学反应等、气体动力学、流体力学、热传等，并支持多孔介质和用于测试半导体器件、散热器和热介运作时功率较高，因此在材料选用和散热设计上就须特意产品可靠度，因为大多的功率器件需要长时间进行快速的开关动作，这会使的应力不断的累积、降低可靠度，造成器件损坏影响安全r还能自动化量测功率器件的热特性，在器件完全损坏前及时了解器件内部是否因为热应力累积产生破坏，测试果还能协助计算功率器件的可靠度，帮助研发单位进行产品分析。对汽车产业电子化的影响是不可忽略的。科技的不断进步和消费者对汽车产品性能和安全性的需求不断提高，半导体器件在汽车中的应用也越来越广泛。半导体器件可以提高汽车的智能化、自动化和连接用和效能提升对未来汽车电子产业的发展和经济有着2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件30数字化的产品管理全生命周期管理仅是当今社会的一个流行词，而是有着于保持他们公司的竞争力是不可或缺的。一些人认为，是因为他们面对的复杂性太多，导致他们不得不考虑如限制或管理复杂性。然而，真正的颠覆者不会是那些试限制复杂性的人。如果企业希望更快地发展、降低开发生产成本、更好地响应客户需求的变化、成为领导者，他们需要让复杂性变为竞争优势。接的基础设施、驾驶汽车以及物联网(IoT)网络支持的产品或能源系统。随着半导体行业面临的挑战越来越，解决这些挑战所需的半导体芯片的设计也变得越来硬件选项、本、大量客制以及端到端的可追踪性、安全性以及命周期管理解决方案，包括定制工具和流程，可以 (设计和制造)，这将有助于快速启动产品生命周期管理 概要今的特殊挑战，市场对更先进功能高密度设计需求已经大大提高了对先进封装的需求。扩展单片的成本、风险和限制促进多芯片(异构)封装增领域的合作需求。此外，加速增长的半导体封装性导致设计质量和可靠性的风险增加。与现今的设计的追求更小密度和更快的产品正在强化保证在首次制造前对先进封装(包括热分析)进行正确设计和验证的重要案，重点关注从设计到制造的硅◆新产品导入(NPI)是一种管理产品交付工具，其目涵盖从需求捕获到最终产品交付的整个流程：一个端到端、完全整合的项目管理解决方案,可以加速价实现的时间。它提供基于行业优化实践的即插即用工作流程,并利用预定义的项目模板,根据您的新想法的特性默认选择,迅速产生相应的时间表,交付物及检查列表等关键项目管理目标。◆IC设计则是关注集成电路设计流程和工件的管理，并透过一系列的方法来确保IC设计的顺利进行：一个芯片设计对象并将所有设计信息与其关联起来。这个管理对象与单一的实体芯片不同,单一的实体芯芯片设计的实现。芯片设计对象是包含整个项目设计的核心管理对象。它包含了与芯片设计相2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件31PP框架处理;半导体公司也会在独立的数据库中维护晶圆工T到一个晶圆工艺技术。。◆IC制造则是关注前端和后端的IC制造规划，以实现操作的更好效果:和后端零件并记载它们的各种属性。然后检确保它们被正确的标注并且生命周期被正确标示。最终,从晶圆到成品的制造数据都被连接起来,此外,您。具有下列的管理对象r端追踪性,确保了流程的一致性和顺畅性。此外,它还可以提高工作效率,降低沟通成本,并减少错误率,从而提高生产半导体生命周期套件的重要功能板块包括：术、光罩信息、探针设定、芯片套件、封装套件、组清单、站点实现、替代料、代替品、物质合规性和冲探针、组装和测试制程技术，包括导入(NPI)投资回报率(ROI)； (TTM)和总拥有成本(TCO)；C4.通过(IP)数据管理模型以及变更管理系统，确保量和合规性。大提高企业的利润。”Source:Poston&Dury:“SemiconductorProductLifecycle优势在于，它们提供了一份真实且单一的记录，用于出版本控制范围的文件，这样会导致严重的设计缺陷型的产品生命周期曲线。公司都努力尽可能减小曲线的阶段，以降低将产品推向市场的成本并提升曲线的顶价值。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件32划到项目运营段，需要建立自己的品牌，完成自有知识产权产品好从产品规划到项目运营的整个过程。临用户需求、应用场景以及技术的不断变化需要持续研发创新，适时调整产品规划策略和项目运营方式来保持产品持续竞争力。比如某功能手机领先厂商，就是因为选错了智能手机的技术路线从领先者直接走向转卖的境地。我们在产品研发、规划和项目运营过程中面临的主要挑战主要包括：推出新产品；质量；思路争环境、多变的客户需求和日新月快仿真测试，快速工艺验证到量产，从而快准就是要精准的理解客户真实需求和使用场准稳就是要通过标准化的流程和先进的技术手过数字化转型来保持企业稳定的产品稳以避免企业在竞争中突然掉队。现手段建立：概念-规划-设计-验证-实现-运营的端到端的业务流程。们的目标力包括：工程(MBSE)协调工程项目，为复杂的系统和流来更高能力的集成和效率；准确完成产品定义准确捕获并管理所有利益相关者系统意图，快速准确传达产品定义，提高信息沟通和传与需求联系起来，确保了产品设计的准确性以及需求的2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件33持续验证和确认，通过关闭测和验证循环以最终符合性来认证产品，通过确保研发过设计更好的产品，这些工具和流程允许工程师分设计目标；计和制造之间的反复，从而加快产品研发速度；设计流程；在发生错误时发现并修复错误，减少设计反复和设计错带来的成本，具体价值体现包括：通过连贯的设计和分误，利用数字孪生模型实现有效的权衡分析，减少对分析专家的依赖。高设计产品的工艺性，主要体现在：制造、组装、测试可靠性检查，通过数字孪生模型分析影响产品性能、产早发现装配过程中的潜在问题，可制造分析前移降低制造风险和成本；◆准确的产品规划和开发，是企业减少资源浪费的重数字主线的关键能力包括：体，产品路线图的管理决定了产品聚焦，确保更广泛的产品团队对重要的工作有明方向，并管理多个输入，客户要求、产品功能、历史关者的统一计划；合规，过程也合规，以确保完成的交付成果符力支持：策制定，集成需求管理可帮助做出更明智决通过驱动闭环验证，在整个产品生命周期(包括验证和确认)中连接和跟踪需求。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件34协作环境进行创新，避免研发过程中的信息过程数据管理包含以下方面：和资源，建立从需求到生产到使用寿命结束的规划和设统一，避免项目真实进展和项目管理视角的信息不统一，它能够带来的价值能力包括：务，预见并避免项目中的高得准确、实时可靠信息。帮助你花更少的时间规划而有准确实现。最终实现紧密集成项目管理，在团队每天用产品生命周期管理的同一系统中计划和安排任务，项目经理可以轻松跟踪和了解状态、问题、风险等；，实和问题的可追溯闭环管理，从而保证产品的准确实现；◆稳定的质量控制能力和产品发布能力，是企业成功闭环质量管理体系，闭环质量管理体系能给企业带来稳定的产品质量：品成功的基础；左移，与研发过程并行；应业务过程中的数据流和业务流通畅；预防未来问题行有意义的分析并更好地理解信息；2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件35◆航盛电子线管理和落地，提高研发减少；平台，并由此获得了巨大的收益，包括索赔成本。◆艾美特电器✓通过提升研发质量，实现设计变更错误率降低期由4天缩短为2.4天；✓缩短了从设计到制造的时间，新产品导入时间缩和引用已有技术资料，为公司带来明显效合作伙伴之间的协同变得更容易。✓整合流程创新、管理创新、业务创新才是有效变变革的关键。2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件36术的进步以及消费者需求的潜力巨大，同样也面临了内外的重大挑战和机遇。全子行业不断加快产品技术创新、升级、提高附加值。种情况下，电子行业各相关企业都开始重视质量。世国的电子行业企业已经开始关注全价值链中的质量管关键。电子行业各企业想要谋求产品研发周期缩短，在产品开发早期建立和形成质量管理体系和意识的质理方针。本文将从产品的研发流程中如何进行质量管质量活动与其他研发流程的联动以及如何应用数字化进行研发质量管理等方面来阐述研发质量的重要性和断调整的高要求，以及供组织或者企业的领导层考虑将更好地满足客户的需求、提高客户的价值，从而建立起良性的质量从内而外的闭环。闭环不仅仅是某一个过程的小闭环，而是要兼，从设计到制造，制造到售造到供应链等，将每个环节按照到端的闭环管理机制。在这个过程中，研发质量既是整个循环体系中的开端，也是质量改善和反馈的回归。所谓的时返回到研发端形成动态的闭环的过程。是组织中重要的业务过程之一，是未售、绩效和竞争力的生命线。统计数据表明，产品质量，产品开发过程中也会出现各问题。以下就对在产品研发过程中面临的问题和挑1.对客户需求理解和认识不足接转化为产品的设计要求、风险器件，超目标成本等；2.无规范化和集成化研发协作流程；证计划与报告(DVP&R)的输入，还有各种DFX，如面向设计、面向成本的设计等。如果各环节不能形成紧导致大量的变更；3.没有强大数据库进行支持，靠经验明确的输入及输出要求，或不遵守序，凭经验办事，经常造成需求不明确或需求理解错误而造成问题；制造过程中发生的质量问题，发现后只在制制约和限制，并没有真正形成闭环，没有形成积累的质问题库，也无法推送给新产品开发过程形成质量预防规2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件37生产设计都抱有较高的期望。面对以上识别出的关键问作都是由满足顾客需求开始的。传产质量控制是通过对产品的质量检通常也被归于检验质量的方法。质量功能主动的识别和分解出产品设计的内在质质量融入生产和服务及其工程的设计之中。、竞争性评价、客户的要求、技术评价与困难分析等零部件特性、工艺要求和生产要求会传递给设计人员程中同样需要考虑和规避，在管控方法、检验频次、应对计划等。在检验过程中，解决流程，形成经验教训和标准化作业。这一系列的活动，都是为了能够更好地满足客户新的需求。唯有计：打通与协作艺特点和客户要求而进行调整；而电子行业的开发流前，电子的开发流程都是在不断的、大量的验个活动的协同，才能加快产品的设计周期并保证产品。形成集成式的研发质量管理体系、提高设计人员的意识和建设数字化的研发质量管理将成为企业未来进行研发管理平台搭建的三大支柱。中有任何技术能力、检测能力、环境条件和生产能足之前的设计目标都不能予以放行。梳理各个阶段检查表，在每个阶段设定门禁的严格要求和放行条的质量管控，又能够避免质量风险的传递。。风险管段如何消化、吸收和处理、转化2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件38测试标准管理、测试用例管理、编制测试计划、记录测试问题，整个过程中都贯穿了产品工程变更的管理。从设计管理、物料及零部件管理、到产品管理和测试管理，每个能发生的问题应该作为阶段评审的重要输入；试跑阶段早进行质量的干预和协同管理。将产品定义变纳入到内部的开发计划中，可尽早暴露出供应述，建立每个阶段的质量风险意识，利用数字有一个基于产品生命周期的研发协同平会导致无法约束设计人员的行为、进行冗余和重复的工质量的研发质量体系和研发平台的双保障。设计：持续改进需要制造过程、售后过程甚至市场将问题本身、问题处理的过程从线下转为向上，所以整个问题处理的过程不透明，相关小组成员无法在统一的平台获取质量信息，造成了重复问题的频繁发生、内部损失成本和外部损失成本的持续增长。如果未来进行汽车电子领影响着整个公司的运营。因而，建立一个融合了研发过程、制造过程(包括设备机台或关键质量指标监控系统等)、供应商和售后质量经发生过，哪个客户、哪条产线、哪个机台、哪个参串接，还能够将质量解决方案从质量问题库中筛选出定长期的预防措施。个质量问题处理完毕后，需要将经验教训反馈到研发EA的更新；已发生的缺陷也能够推送给新产品的开发流程，2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件39分享及出口多媒体播放设备、多媒体无线通讯设备、车载导航装置、无线与有线手持式刷卡设备等电子通讯类产品。对着客户不断增长的质量要求，同时如何将内部的质量立一个智慧工厂的总体规划。方面得到提升和效益：踪；；现同类产品经验分享与传承。是一个独立的、静态的过程，需要的质量也需要实现工具与工具、流程与流程、数据与数的贯通、协作才能真正的有所提升和改善。唯有在项目发的早期就建立研发与质量的管理模型，积累和完善质持续的质量闭环，为企业不断探索的产品创新提供强大数据基础和驱动力。始终以客户为导向，建立规范化的发质量管理体系，提高研发人员的质量意识，再结合数启！2023电子与半导体行业白皮书西门子数字化工业软件