【導(dǎo)讀】意法半導(dǎo)體宣布，計(jì)劃在意大利卡斯特萊托園區(qū)新建研發(fā)數(shù)字孿生中心，推進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)模式轉(zhuǎn)型。面對(duì)芯片工藝日趨復(fù)雜、開發(fā)成本走高、上市周期壓縮的行業(yè)難題，ST 不再完全依賴實(shí)體硅片迭代驗(yàn)證，而是依托數(shù)字孿生、仿真與 AI 能力，在數(shù)字環(huán)境提前預(yù)判問題，減少實(shí)體試錯(cuò)。項(xiàng)目分階段落地，目前多項(xiàng)概念驗(yàn)證已經(jīng)完成，這套新研發(fā)體系將縮短開發(fā)周期、提升一次驗(yàn)證成功率，加快差異化產(chǎn)品推向市場(chǎng)。
意法半導(dǎo)體公布了一項(xiàng)戰(zhàn)略項(xiàng)目，計(jì)劃在意大利卡斯特萊托園區(qū)建設(shè)全新的研發(fā)數(shù)字孿生中心。該項(xiàng)目旨在強(qiáng)化前沿研發(fā)能力，加快公司整體創(chuàng)新步伐，并為開發(fā)過去難以實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品和技術(shù)解決方案創(chuàng)造條件。
在意大利卡斯特萊托建設(shè)全新的研發(fā)數(shù)字孿生中心，是意法半導(dǎo)體推動(dòng)半導(dǎo)體研發(fā)模式轉(zhuǎn)型、提升研發(fā)速度的重要一步。
這一新模式將帶來切實(shí)且可衡量的效益：縮短技術(shù)開發(fā)周期、加快產(chǎn)品上市、提高首次驗(yàn)證成功率、提升工程研發(fā)效率、降低開發(fā)成本，并在進(jìn)入實(shí)體驗(yàn)證前提升研發(fā)信心。最終，這些能力將幫助意法半導(dǎo)體更快、更可預(yù)期地向客戶交付差異化技術(shù)和產(chǎn)品。
這一愿景旨在應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)面臨的一項(xiàng)根本性挑戰(zhàn)：技術(shù)復(fù)雜度不斷提高，開發(fā)成本持續(xù)上升，而產(chǎn)品上市周期卻日益縮短。然而，目前研發(fā)核心環(huán)節(jié)中的許多學(xué)習(xí)與驗(yàn)證仍依賴實(shí)體硅片。模型與實(shí)測(cè)結(jié)果之間的偏差，以及在開發(fā)后期才發(fā)現(xiàn)的可靠性、版圖或工藝交互問題，都可能導(dǎo)致額外的開發(fā)迭代，耗費(fèi)更多時(shí)間、工程資源和投資。意法半導(dǎo)體的目標(biāo)是從實(shí)體迭代邁向數(shù)字化預(yù)判。
為推動(dòng)這一轉(zhuǎn)型，新中心將把基于物理原理的建模與仿真、數(shù)據(jù)、人工智能、工程知識(shí)和硅片驗(yàn)證反饋整合到統(tǒng)一的研發(fā)環(huán)境中，覆蓋技術(shù)開發(fā)、工藝與器件建模、版圖與設(shè)計(jì)、可靠性、產(chǎn)品認(rèn)證和測(cè)試等環(huán)節(jié)。
其實(shí)我們的目標(biāo)并非取代實(shí)體實(shí)驗(yàn)，硅片驗(yàn)證仍然不可或缺。最重要的是，我們希望在數(shù)字環(huán)境中探索更多可能性，更早識(shí)別潛在問題，并以更高的確定性進(jìn)入實(shí)體驗(yàn)證階段，從而減少重復(fù)試錯(cuò)，加快新技術(shù)達(dá)到成熟應(yīng)用條件。
對(duì)客戶而言，這意味著差異化技術(shù)擁有更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，開發(fā)進(jìn)程更可預(yù)測(cè)，產(chǎn)品能夠更快上市，同時(shí)創(chuàng)新成果也更易于擴(kuò)展到不同產(chǎn)品系列。
這一模式的核心是數(shù)字孿生，即持續(xù)演進(jìn)的數(shù)字化模型，用于呈現(xiàn)半導(dǎo)體工藝、器件與設(shè)計(jì)之間的相互作用。該模型通過實(shí)體實(shí)驗(yàn)和硅片特性分析數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。每一次實(shí)驗(yàn)都會(huì)進(jìn)一步完善數(shù)字模型，使后續(xù)開發(fā)更快、更準(zhǔn)確，也更具預(yù)測(cè)性。
在意法半導(dǎo)體的垂直整合制造模式下，這一反饋閉環(huán)尤其具有優(yōu)勢(shì)。我們橫跨技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試的綜合能力，使知識(shí)能夠在不同工程領(lǐng)域之間高效流動(dòng)。通過數(shù)字化方式連接這些能力，團(tuán)隊(duì)可以更早做出信息更充分的決策，并將實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推廣到不同技術(shù)、產(chǎn)品和系統(tǒng)級(jí)解決方案中。
之所以選擇卡斯特萊托，是因?yàn)檫@里已經(jīng)匯聚了新研發(fā)數(shù)字孿生中心所需連接的多項(xiàng)核心能力，同時(shí)毗鄰意法半導(dǎo)體位于意大利阿格拉泰的戰(zhàn)略制造與研發(fā)中心。40 多年來，卡斯特萊托一直在半導(dǎo)體研發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，并逐步發(fā)展成為專注于微機(jī)電系統(tǒng)、智能功率和雙極型—互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體—雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)、汽車與工業(yè)集成電路、先進(jìn)封裝及系統(tǒng)集成的專業(yè)中心。依托意法半導(dǎo)體一體化的制造與研發(fā)網(wǎng)絡(luò)，該園區(qū)進(jìn)一步提升了公司在更廣泛的歐洲半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)中連接前沿研究、產(chǎn)業(yè)專長(zhǎng)和硅片研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的能力。此外，卡斯特萊托鄰近米蘭，地處歐洲最具活力的產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)生態(tài)系統(tǒng)之一，也有助于吸引人才、拓展合作伙伴關(guān)系，并創(chuàng)造更多協(xié)作機(jī)會(huì)。
因此，在卡斯特萊托建設(shè)該中心，既能讓意法半導(dǎo)體充分利用現(xiàn)有研發(fā)基礎(chǔ)，也能在未來數(shù)年逐步構(gòu)建互聯(lián)的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，使建模、人工智能與工程知識(shí)持續(xù)協(xié)同，推動(dòng)更快速的創(chuàng)新、更緊密的合作，并促進(jìn)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)在不同團(tuán)隊(duì)之間復(fù)用。
該項(xiàng)目將分兩個(gè)階段推進(jìn)：第一階段持續(xù)至 2027 年底，重點(diǎn)開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)準(zhǔn)備和概念驗(yàn)證；隨后進(jìn)入為期 3 至 5 年的第二階段，進(jìn)一步完善新的工程研發(fā)模式，并在意法半導(dǎo)體的研發(fā)體系中全面部署。該中心預(yù)計(jì)最多可容納 250 名員工，納入意法半導(dǎo)體研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并將獲得外部專業(yè)資源以及數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、軟件、實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備投資的支持。
人才和合作伙伴關(guān)系與技術(shù)本身同樣重要。該中心將與大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、供應(yīng)商和產(chǎn)業(yè)合作伙伴共同構(gòu)建協(xié)作生態(tài)。半導(dǎo)體創(chuàng)新越來越依賴產(chǎn)業(yè)專長(zhǎng)、學(xué)術(shù)研究、先進(jìn)計(jì)算和專業(yè)工程能力的深度融合。卡斯特萊托將打造開放協(xié)作的環(huán)境，讓各方圍繞共同的研發(fā)挑戰(zhàn)匯聚力量。
目前，多項(xiàng)概念驗(yàn)證已初步證明這一模式中若干關(guān)鍵環(huán)節(jié)的可行性，包括微機(jī)電系統(tǒng)加速度計(jì)數(shù)字孿生、多變量異常檢測(cè)、與米蘭理工大學(xué)合作開發(fā)的硅光子人工智能，以及虛擬化集成仿真和測(cè)試自動(dòng)化。
這些項(xiàng)目覆蓋半導(dǎo)體開發(fā)的不同階段，但遵循同一原則：運(yùn)用物理原理、數(shù)據(jù)和人工智能，更早洞察復(fù)雜的交互關(guān)系，并在投入更多實(shí)體開發(fā)周期之前優(yōu)化決策。
新中心將聚焦技術(shù)研發(fā)及與之相關(guān)的工程領(lǐng)域，不涉及制造運(yùn)營(yíng)。制造運(yùn)營(yíng)仍由意法半導(dǎo)體專項(xiàng)制造數(shù)字化項(xiàng)目負(fù)責(zé)，以進(jìn)一步推動(dòng)前端晶圓制造和后端封裝測(cè)試業(yè)務(wù)的數(shù)字化、自動(dòng)化與優(yōu)化。這兩項(xiàng)轉(zhuǎn)型相輔相成，共同推動(dòng)意法半導(dǎo)體技術(shù)與制造能力的整體升級(jí)。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力已不再只取決于制造規(guī)模，也越來越取決于能否在更高效、更具預(yù)測(cè)性的創(chuàng)新體系中，將工程領(lǐng)域、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)和人才有機(jī)連接起來。通過建設(shè)新的研發(fā)數(shù)字孿生中心，意法半導(dǎo)體正著力打造這一關(guān)鍵能力。卡斯特萊托將幫助我們縮短學(xué)習(xí)周期、提升技術(shù)成熟度，并為意法半導(dǎo)體未來的半導(dǎo)體研發(fā)奠定數(shù)字化基礎(chǔ)。
結(jié)論
整體來看，ST 卡斯特萊托數(shù)字孿生中心是其研發(fā)體系數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵布局。該中心并非替代實(shí)體硅片驗(yàn)證，而是構(gòu)建 “數(shù)字仿真預(yù)判 + 硅片實(shí)測(cè)反饋” 的閉環(huán)研發(fā)體系，把仿真建模、AI、工程經(jīng)驗(yàn)融入從工藝開發(fā)到產(chǎn)品認(rèn)證的全流程，以此壓縮研發(fā)迭代成本、提升項(xiàng)目可控性。項(xiàng)目將聯(lián)動(dòng)高校與產(chǎn)業(yè)伙伴共建開放生態(tài)，和工廠制造數(shù)字化項(xiàng)目互為補(bǔ)充。未來半導(dǎo)體行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)重心，正逐步轉(zhuǎn)向高效可預(yù)測(cè)的數(shù)字化創(chuàng)新體系，ST 的這一布局，意在夯實(shí)長(zhǎng)期技術(shù)創(chuàng)新能力，更快交付面向工業(yè)、汽車等領(lǐng)域的差異化芯片方案。
