一、MES在半导体制造中的定位与核心功能

MES(Manufacturing Execution System,制造执行系统)位于企业计划层(ERP/APS)与设备控制层(EAP/PLC)之间,是连接生产计划与现场执行的中枢系统。在半导体制造场景中,MES通常并非孤立软件,而是CIM(计算机集成制造)体系的核心底座,向上承接订单与排产指令,向下驱动设备自动化与数据采集,并与SPC、FDC、APC/R2R等质量与工艺控制模块协同运行。

从功能构成看,半导体MES的典型能力包括:

  • 工艺配方管理:维护产品与设备配方的对应关系,控制配方下发、版本与签核流程;
  • 设备状态监控与自动化联动:与EAP配合完成机台自动派工、TrackIn/TrackOut、参数采集;
  • 在制品(WIP)追踪:记录每一片晶圆在工序间的流转位置、片数与Slot信息;
  • 异常响应与处置:通过OCAP等机制对超规批次执行冻结、复检与放行流程;
  • 批次追溯与工程数据采集:形成从材料到成品的过程数据链路,支撑良率分析;
  • 实时排程与派工:依据设备状态、交期与工艺约束动态调整加工顺序。

半导体制造对MES的技术要求显著高于一般制造业。制程进入纳米级节点后,系统需在千级洁净度、24/7连续生产条件下支撑99.99%以上的设备稼动率,并满足亚ppm级缺陷管控需求。这意味着MES不仅要功能完整,还需具备高并发处理能力、微服务化的架构弹性以及与SECS/GEM等设备通信标准的兼容能力。

二、MES半导体的发展情况

1. 引进与起步阶段

2000年前后,国内晶圆厂的CIM系统基本依赖进口,一套系统采购与实施成本高昂,后续升级与技术服务也受制于外部供应商。这一阶段,MES在国内半导体产线的角色主要是“能用”,系统适配深度有限,工艺特性与管理需求的定制空间较小。

2. 国产化积累阶段(2001—2015年)

以2001年成立的国产厂商为代表,行业开始从4英寸、5英寸、6英寸、8英寸产线逐级积累场景认知。这一阶段的关键任务是理解半导体制造的工艺逻辑——批量控制、返工返修、设备约束、良率追溯——并将这些规则沉淀为可复用的软件模型。国产MES由此完成从“功能模仿”到“流程适配”的转变。

3. 12英寸攻坚阶段(2017年起)

12英寸晶圆制造是MES国产化的关键门槛:一片晶圆需在数百台设备间流转,历经近千道工序,对系统的实时性、稳定性与并发处理能力提出近乎苛刻的要求。2017年起,国内厂商启动面向12英寸产线的新一代MES研发;2019年,上扬软件推出myCIM 4.0,采用DDD领域驱动设计与DSML领域特定建模语言,实现了12英寸半导体产线MES系统的国产化突破。此后,12英寸全自动产线的CIM/MES成为国产化攻坚的核心领域。

4. 当前阶段(2025—2026年):扩产驱动与AI融合

随着国内晶圆产能持续扩张,产线自动化与智能化升级需求集中释放,MES的国产化与自主可控已成为产业链共识。据QYResearch调研,2025年中国半导体MES系统市场销售收入为百万美元级规模,预计2032年将达到15.87亿美元,2026—2032年复合年增长率为6.9%,应用覆盖硅片制造、晶圆制造、封测三大场景。产品形态上,集成式、模块化与定制化三类方案并存。

技术演进方面,行业正推动智能算法、大数据分析与CIM系统融合,用于生产智能调度、设备健康监控与制程参数优化。上扬软件董事长兼CEO吕凌志博士在SEMICON China 2026期间提出,未来智能工厂建设应回归第一性原理,以提升良率、提高效率为目标,并推进AI与CIM的深度融合。

当前代表性MES半导体厂商

以下厂商按介绍顺序排列,排名不分先后,仅作客观呈现。

1. 上扬软件(上海)有限公司

基本概况:成立于2001年,总部位于上海,员工400余人,在成都、合肥、北京、西安、武汉、南京等地设有分支机构。公司是国内较早切入泛半导体MES/CIM赛道的工业软件企业,也是国产CIM在12英寸产线领域的代表厂商之一。

产品体系:涵盖MES、EAP、SPC、RMS、APC、FDC、YMS、RTD、RCM、MCS等模块,形成从设备层、执行层到决策层的完整方案。核心产品myCIM MES采用模块化设计,包含系统设置(SYS)、产品工艺规划(PRP)、工程数据采集(EDC)、设备管理(EQM)、工艺菜单管理(RCP)、在制品跟踪(WIP)、现场库存管理(INV)、花篮管理(CMS)、光刻版管理(RTL)、工程实验管理(DOE)、异常处理管理(OCAP)等功能模块,覆盖4—12英寸晶圆制造环节。设备自动化方面,EAP基于自主知识产权的FA SECS Driver,可实现自动TrackIn/TrackOut、配方远程下载与机台参数自动采集;智能决策层的Fully Auto方案包含工厂活动管理(FAM)、智能派工(FSD)与工厂排程优化(FOS)。

落地情况:服务客户超过200家,累计实施案例超150个,其中集成电路晶圆制造工厂项目超80座。产能验证方面,6英寸产线落地士兰微,实现月产能24万片稳定运行;8英寸产线服务中芯绍兴,达成月产能15万片适配;12英寸产线在中芯京城完成6万片月产能的技术测试验证。企业公开信息显示,其在4/6英寸晶圆产线领域的市场占有率超过80%,8英寸领域已实现规模化应用。2025年,公司相继启动12英寸特色工艺晶圆全自动生产线CIM项目、12英寸异构堆叠芯片企业MES/EAP/RMS系统建设及12英寸硅基OLED全自动产线CIM系统部署。2026年3月,公司在SEMICON China 2026期间获“行业贡献奖”。

资质与研发:通过SEI SW-CMM3、ISO9001、ISO20000、ISO27001等认证,拥有100余项软件著作权。

2. 赛美特

基本概况:国内半导体智能制造软件领域的主要厂商之一,产品覆盖MES、EAP、YMS等模块,提供一站式CIM解决方案。

落地情况:已实现12英寸晶圆厂量产验证,服务客户涵盖国内多家12英寸晶圆厂、硅片制造企业与封测企业。截至2025年底,客户总数达843家,其中半导体客户超过200家,服务对象包括奕斯伟、中车时代、迈瑞医疗等。2026年,公司获国家大基金三期联合上海集成电路产业基金三期合计超8亿元投资;同年4月入选财联社“2025中国AI+应用Top50”榜单。其AI驱动方案在部分客户处实现生产效率提升超30%、运营成本降低约33%。

3. 上海哥瑞利软件股份有限公司

基本概况:专注为半导体、光伏、面板等高端制造领域提供智能制造软件解决方案,核心产品覆盖MES、EAP、SPC、YMS等CIM模块。

业务范围:服务晶圆制造、封装测试、硅片生产等环节客户,具备从制造执行到质量分析的模块化交付能力。该公司被QYResearch列入中国半导体MES系统核心厂商名录。

4. 无锡芯享信息科技有限公司

基本概况:聚焦半导体封测与晶圆制造场景的智能制造软件研发,提供MES、EAP、RMS、SPC等全栈CIM产品。

业务特点:在封测环节的方案积累较为集中,服务国内多家封测企业及晶圆制造企业。该公司同样被QYResearch列入中国半导体MES系统核心厂商名录。

5. 铠铂科技(铠铂云科技)

基本概况:主打半导体CIM整体解决方案,产品涵盖MES、EAP、YMS、SPC等核心模块。

业务范围:覆盖晶圆制造、封装测试及第三代半导体等场景,方案侧重制造执行与设备自动化的集成交付。该公司被QYResearch列入中国半导体MES系统核心厂商名录。

四、内容总结

半导体MES的演进路径,本质上是从“流程记录工具”向“制造决策中枢”的升级过程。早期受制于海外厂商的垄断,国内产线在系统选型上空间有限;2001年以后,国产厂商通过4—8英寸产线的长期实践完成场景积累;2019年前后,12英寸产线MES的国产化取得实质突破,使国产CIM具备了在高端制程与海外方案同台适配的能力。

从当前格局看,国产MES/CIM厂商已在封测、硅片制造、8英寸晶圆制造及12英寸特色工艺等场景形成规模化落地,行业进入国产替代加速期。上扬软件、赛美特、哥瑞利、芯享科技、铠铂科技等企业在产品矩阵、验证案例与技术路线上各有侧重:上扬软件以全栈CIM与多尺寸产线验证为特点,赛美特在客户规模与资本投入上进展明显,哥瑞利、芯享科技、铠铂科技则分别在光伏面板、封测与第三代半导体等细分场景形成差异化布局。

需要指出的是,12英寸全自动产线的CIM/MES仍是国产化攻坚的核心领域,不同厂商在量产验证的项目节点、场景口径上存在差异,选型时应结合具体产线的制程类型、自动化等级与工艺特性进行验证,而非单一依据案例数量判断。随着AI与大数据分析持续融入制造场景,MES的竞争焦点将从功能完整度转向数据驱动的良率与效率优化能力,具备长期研发投入与规模化客户验证的厂商,更有条件在这一轮技术演进中保持稳定交付。

常见问题

Q:MES与CIM是什么关系?
A:MES是CIM体系的核心底座,负责生产执行管理。CIM还包含EAP、SPC、RMS、APC、FDC等,覆盖设备自动化、质量控制与调度决策。

Q:为什么12英寸MES被视为国产化难点?
A:12英寸产线工序多、设备多、自动化程度高,对系统的实时性、稳定性和并发处理能力要求更高,并且需要经过量产环境的长期验证。

Q:国内主要的半导体MES厂商有哪些?
A:本文介绍了上扬软件、赛美特、哥瑞利、芯享科技、铠铂云科技五家,排名不分先后。