浅谈PDM/PLM在芯片半导体行业的管理实践与思考

1.1 行业背景

芯片半导体行业是现代科技的核心，广泛应用于电子设备、通讯、汽车、医疗等领域。随着科技的迅猛发展，半导体行业面临着前所未有的机遇与挑战。技术的快速迭代、产品生命周期的缩短、市场需求的多样化，以及全球供应链的复杂化，使得半导体企业必须更加高效、精准地管理其产品开发和生产过程。

图1 芯片半导体产业分布图

芯片半导体行业具有非常完整复杂的产业链结构，其中产业链上游主要是芯片半导体制造的软硬件材料、设备企业，包括IP授权、电路分析、布图分析等技术服务商，提供EDA工具及开发服务厂商，提供半导体制造设备、分装设备、测试设备厂商，以及提供集成电路制造过程所需所有原材料（如硅片、光刻胶、掩膜板、化学试剂等）厂商；产业链中游包括IC设计和生产企业，涵盖IC设计、IC制造、IC封测、IC产品厂商；产业链下游主要是IC产品与应用企业，包括IC产品应用企业，涉及工业制造领域、消费电子领域、存储计算领域、卫星通信领域等，产业分布如图1所示。

1.2 我国芯片半导体行业发展特点及现状

近年来，中国半导体行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励半导体行业发展与创新，《关于推动未来产业创新发展的实施意见》《国家能源局关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》《关于巩固回升向好趋势加力振作工业经济的通知》等产业政策为半导体行业的发展提供了明确、广阔的市场前景。行业现状主要如下：

1）目前处于由产业升级到技术创新升级的转型发展阶段；

2）芯片半导体产业能力上，封测与制造已形成产业规模，但核心技术能力总体仍然偏弱；

3）目前发展上，随着国家战略、国内整机品牌的崛起，上游产业需求旺盛；

4）产业面临的挑战是怎样从低端走向高端，突破技术壁垒和发展瓶颈。

根据行业现状，目前行业特点体现在以下几个方面：

从业务应用上，产品应用领域细分及需求多样化：智能终端、光电节能、能源、电力、军工、智慧城市、物联网、汽车智能应用、基础网络设施、云计算。

从技术研发上，芯片半导体行业属于科技密集型产业，技术垄断、产业链依赖强，要求零缺陷，核心技术能力薄弱。

从产品特点上，多品种、大批量，产品开发测试过程迭代速度快、变更频繁、开发周期长、开发成本高，过程风险不可控易失败，高低端等级差异明显。

从加工制造上，前后道分工差异，组织制造过程复杂，内外部资源组织不可控因素多、风险高。

从企业经营上，企业规模及能力水品参差不齐，创新技术人才匮乏。

1.3 行业痛点

在芯片半导体行业的快速发展过程中，企业面临的痛点：

1）研发复杂性

半导体产品的研发涉及多种技术和学科，开发过程复杂且周期长，如何高效管理研发资源和流程是一个巨大挑战。

2）数据管理难题

从设计、制造到测试，各阶段产生的大量数据需要有效的管理和协同，否则容易导致信息孤岛，影响产品质量和开发效率。

3）质量控制

半导体产品质量要求极高，任何微小的缺陷都可能导致产品失效，如何在研发和生产中严格控制质量，是企业面临的重要问题。

4）供应链复杂性

全球化供应链的管理复杂度增加，需要协调众多供应商和合作伙伴，确保原材料、元器件和成品的顺利交付。

5）合规性要求

半导体产品需要符合各类国际标准和法规，确保产品在全球市场的合法销售和使用。

产品生命周期管理(PLM)系统作为一种集成的信息管理平台，能够有效解决半导体行业面临的诸多痛点，帮助企业提升竞争力和运营效率。而PDM/PLM平台选型就是其重要的基础性工作之一，在半导体行业中对PDM/PLM系统选型，存在以下几个方面的要求：

1）企业需求适配性

考虑企业的规模、行业、产品类型、组织架构等因素，确定PDM/PLM系统需要支持的功能和流程，根据企业不同的业务现状考察PDM/PLM系统可面向通用化、多模态化业务适配，评估产品成熟性，即开即用、快速上线能力。

2）可扩展性

考虑企业未来的发展和业务增长，选择具有可扩展性的PDM/PLM系统，能够适应不断变化的需求；在功能上满足基本的产品数据管理及BOM管理的扩展；同时向前端支持产品方案或创新设计，后端支持生产制造，横向管理更多设计领域及工具；或可提供开放的二次开发平台，满足企业的个性化需求。

3）集成能力

PDM/PLM系统需要与企业现有的其他系统（如ERP、CRM、CAD等）进行集成，以实现数据的流通和共享确保所选系统具有良好的集成能力和开放的接口，灵活满足复杂的业务系统的集成。

4）用户体验

选择易于使用和学习的PDM/PLM系统，确保用户能够快速上手并高效工作；注重系统的界面友好性，符合国内用户操作习惯，注重使用便捷性和用户培训支持等，提供良好的用户体验。

5）安全性

确保PDM/PLM系统具有足够的安全性措施，保护企业知识产权和敏感信息。

企业对于PDM/PLM落地实践，可在业务价值角度从以下几点重点关注：

6）优化研发管理

基于PDM/PLM系统集成研发过程中的各类数据和信息，提供全面的项目管理工具，能够帮助企业更好地规划和监控研发进度。同时，PDM/PLM系统可以协助研发团队进行协同工作，确保设计数据的一致性和准确性，从而缩短产品开发周期，提升研发效率。

7）高效数据管理

基于PDM/PLM系统能够全面地整合和管理产品生命周期中的所有数据，包括设计图纸、规格说明、测试报告等。通过建立统一的数据平台，消除信息孤岛，确保所有相关人员可以及时获取最新的数据信息，提升决策效率和数据准确性。

8）严格质量控制

PDM/PLM系统具有全面的质量管理功能，包括缺陷跟踪、质量审计、测试管理等。通过实时监控和记录产品质量数据，可以帮助企业发现并解决潜在的质量问题，确保产品符合高质量标准，减少返工和报废成本。

9）简化供应链管理

利用PDM/PLM系统可以实现供应链各环节信息共享和协同运作，提升供应链透明度和响应速度。基于PDM/PLM系统能够帮助企业优化供应链流程，协调供应商和合作伙伴的生产和交付，确保原材料和元器件的及时供应，减少供应链风险。

10）确保合规性

通过PDM/PLM系统能够跟踪和管理产品的合规性要求，确保企业在产品开发和生产过程中遵守各类国际标准和法规。它可以自动生成合规报告，帮助企业应对监管审查和认证要求，减少因合规问题导致的市场风险。

3.1 PDM/PLM建设规划

根据半导体行业自身的特点，芯片半导体行业PDM/PLM建设规划包括以下几个方面：

PDM/PLM规划一：建立或完善产品开发交付过程管理体系

无论是新产品开发项目、技术研发项目、提案改善和质量改进项目，PDM/PLM建设将帮助企业建立或完善产品开发交付过程管理体系，将研发体系工作流程化、规范化。

PDM/PLM规划二：统一数据管理，确保产品数据正确性、一致性、完整性

通过PDM/PLM建设，构建芯片半导体企业统一产品数据管理平台，面向生产、运营各系统提供企业产品研发数据中枢。

图2 技术管理体系

PDM/PLM规划三：全局受影响分析的变更管理流程，严格管控成本

通过PDM/PLM系统化管理产品研发过程中的变更及相关流程，开展合理的变更全局影响分析，如变更对设计、生产、采购、成本等各方面带来怎样的影响，并提供合理的变更影响分析，从而形成合理的变更方案，减少盲目变更带来的不必要的损失。

图3 变更管理流程

PDM/PLM规划四：借助PLM平台形成一体化的研发项目管理

通过PDM/PLM系统项目管理模块，对企业多项目建立体系化的项目管理，包括项目计划、资源配置及载荷、WBS管理及任务分配、项目进度监控、项目绩效考核、项目成本及分析等，形成完整的一体化项目管理体系。

PDM/PLM规划五：项目管理与产品数据管理的集成化管理

通过PDM/PLM系统实现企业产品数据的无缝集成及知识管理平台，帮助公司领导及研发人员等不同用户，从各自不同的视角简便直接查询和了解到产品数据。如项目经理从项目视角和产品视角，能够从不同角度关联透视，了解相关产品信息，如产品工程师从产品视角也能方便查找到相关物料在某个项目中的运用情况等等。

图4 集成化管理

PDM/PLM规划六：建立产品质量的闭环管理

通过PDM/PLM系统支持从捕捉问题、登记问题、解决问题的过程，以及问题诊断分析、问题处理、ECO更改及反馈等，建立一整套闭环的质量管理。

PDM/PLM规划七：打破信息孤岛，实现和ERP等企业内部系统互联互通

集成化产品开发（IPD）体系以PLM为支撑，以ERP、MES、CAD、SCM、CRM、OA等为辅助，构建协同产品设计与数据管理平台，各系统之间形成业务流程与数据交互的环境。

图5 内部数据的互联互通

PDM/PLM规划八：建立闭环的成本核算和报价管理机制

通过PDM/PLM系统建立一站式企业成本核算和报价业务协同的一体化系统，帮助企业自动完成成本统计、提高工作效率。

图6 一站式企业成本核算和报价业务协同一体化系统

3.2 PDM/PLM解决方案

PDM/PLM系统能充分利用半导体行业本身的特点，加强对复杂设计资料的整合与管理，提供更多并行研发的合作模式，从而有效帮助半导体企业加快研发速度，完善研发数据管理。

图7 半导体公司基于IPD体系架构

图8 Swift PLM为半导体公司PDM/PLM系统建设的功能模块

Swift PLM帮助半导体公司加快研发进度，有效管理研发数据：

1）管理半导体元器件和电路的所有设计资料数据集中管理

半导体行业的设计资料非常复杂且数量庞大，PDM/PLM系统可以高效地管理不同类型和版本的设计图纸、元器件参数表格、电路图、软件源码等研发资料，为设计人员提供统一的资料查询平台，确保数据的准确性、可靠性和可追溯性。

2）提供更多并行设计与研发模式

PDM/PLM系统可以事先划分资料的共享度和访问权限，使得不同团队的设计人员可以同时并行探索设计方案，有效缩短研发周期。

3）加强对研发资料的变更控制

PDM/PLM系统可以记录研发资料的每一次变更，并配置流程逻辑，要求通过审批或设计检查才能发布最新变更，有效降低研发产生争议和滞后效应的几率。

4）方便进行设计的数据回溯

研发资料的每一个历史版本，在PDM/PLM系统中都有详尽的记录。以便在出现问题后，设计人员可以迅速找到问题产生的根源。

5）整合研发中使用的各类CAD软件数据

PDM/PLM系统可以整合半导体行业中常用的CAD软件，如Cadence、Synopsys等产生的设计资料，实现资料的互通交换和统一管理。

6）提供与生产制造部分深度集成的能力

PDM/PLM系统可以与ERP生产管理系统深度集成，确保设计方案随时能与生产线保持同步，并提前模拟生产线制造难度，快速修正设计方案。

4.1 科学的实施方法

面对半导体行业的业务复杂性特点，以研发体系最佳实践IPD流程为指导，坚持面向业务目标的闭环交付的原则，从以下几个方面完成项目交付。

1）知识转移+能力转移

无论咨询还是实施，坚持“授人以鱼＋授人以渔”；

乐于为客户信息化管理团队提升专业能力。

2）兼顾深度+高度

利用国内领先的IT能力，保障技术深度；

配备资历丰富的专职顾问，保障项目高度。

3）基于企业价值链

交付价值：提供卓越高效的信息化服务；

传递价值：帮助客户赢得竞争优势。

4.2 基于PDCA的实践应用过程

基于PDCA的实践应用过程从以下两方面进行：

在业务阶段，关注业务咨询、需求研讨、蓝图方案规划及业务设计优化，在具体实施过程中，以合约的边界和范围为基础，通过实施二次需求调研和需求细化、需求评估及蓝图实现规划，以及顾问提供的最佳实务实践参考，确保业务规划设计的落地。

在系统实现阶段，包括系统配置、开发实现、验证、优化，在具体实施过程中包括：

系统模块化、流程化、功能化配置；

系统集成开发、个性化开发实现；

系统交付SIT测试、UAT测试和验证反馈。

4.3 贯穿始终的知识传递

在系统实施过程中，确保两个关键环节得到有效执行至关重要：一是顾问的培训引导，二是用户的参与主导应用。这两个环节贯穿于项目的各个阶段，包括项目启动阶段、方案设计阶段、系统实现阶段、系统上线阶段、培训评估阶段和上线后支持阶段。从PLM的概念介绍开始，深入到各模块功能培训、数据配置、建设成果等PDM/PLM系统的业务参与以及知识传递，着手来帮助用户更好地使用系统。

4.4 优秀的合作伙伴选择

实施PDM/PLM是一项复杂的工程，涉及到企业的各个方面，PDM/PLM应用将直接影响到企业的研发质量和效率。因此在选择IT合作伙伴时，不仅要关注IT合作伙伴能否提供适合企业需求的软件产品，还应关注IT合作伙伴是否具备长期合作和服务的能力，以及能否提供强大的技术支持。

杰信软件科技(苏州)有限公司(简称“杰信软件”)，成立于2015年，是一家提供企业数字化转型和智慧城市信息化的专业服务提供商，专注于企业研发管理、企业运营管理等领域，提供数字化平台建设、PLM实施咨询、数据集成等服务。

杰信软件作为国内专业的PLM专业供应商，是Oracle甲骨文公司亚太区金牌合作伙伴和SAP公司中国地区银牌合作伙伴，提供盘伏Swift PLM解决方案，广泛应用于芯片半导体、高科技电子、医疗器械、生物医药、汽车零部件、装备制造、自动化设备、食品饮料等行业，为智能制造领域提供全面的数字化产品生命周期管理平台和解决方案。与此同时，盘伏Swift PLM芯片半导体行业解决方案广泛应用于GPU芯片企业、射频前端及高端模拟芯片设计及生产企业、集成电路制造企业、半导体分立器件企业、晶圆生产企业、半导体设备等芯片半导体领域的众多企业。

杰信软件PLM产品生命周期管理系统：Swift PLM是面向智能制造行业的产品全生命周期管理平台，旨在为企业提供从需求及方案、详细产品设计、产品生产及组装、产品交付、售后服务产品研发全过程管理体系。SWIFT集产品数据管理、图文档管理、项目管理、工艺管理、质量管理、成本管理于一体，以产品为中心，以项目管理为主线，贯穿企业产品研发的整个流程，建立统一高效的研发管理平台和产品数据管理平台，建立产品主数据和制图标准规范，统一设计开发环境，从而规范企业的研发流程，提高产品的设计效率，缩短产品上市时间，降低成本，使企业赢得主动权和竞争优势。

产品特点：①自有品牌自主可控的国产PLM研发中台；②快速部署、灵活可扩展性、动态优化；③即时迭代最佳实践。

优势行业：芯片半导体行业、高科技电子行业、生物医药行业、医疗器械行业、自动化设备行业、精密制造行业、汽车零部件行业和食品饮料行业。

在竞争激烈、快速发展的半导体行业中，PDM/PLM系统为企业提供了强大的工具和平台，帮助其应对复杂的研发管理、数据管理、质量控制、供应链管理和合规性挑战，通过优化产品生命周期管理，PDM/PLM系统不仅提升了企业的运营效率和产品质量，还增强了其市场竞争力和创新能力，助力半导体企业在全球市场中立于不败之地。