“十四五”期间，国家开发投资集团有限公司以科技发展规划为引领，实施创新能力提升、企业创新发展、创新链强链3大工程13项重点任务，积极改革转型，打造数字/科技业务板块，助力国家关键核心技术攻关，解决“卡脖子”难题。近日，经济日报、光明日报、工人日报、科技日报、人民政协网、澎湃新闻等媒体聚焦国投集团中国电子工程设计院股份有限公司（简称“中国电子院”)，讲述中国电子院作为半导体产业化“最后一公里”的推动者在半导体显示产业、芯片生产线建设等方面取得的成果。

数智化打通半导体产业化“最后一公里”

作为高科技产业桂冠上的明珠——半导体芯片产业,在经历了一段周期性下滑后,2024年逆势回暖,预计到2030年将突破万亿美元大关。

如何造出又好又便宜的芯片?“我们是为新中国建设而生,为电子工业发展而立。伴随着中国电子产业发展,我们一直专注于解决从实验室到产业化的‘最后一公里’难题。”中国电子院董事长、全国工程勘察设计大师娄宇说。

作为生产芯片的半导体生产厂,生产系统极其复杂、自动化程度高、工业设备昂贵,投资巨大,一般工厂投资都在数百亿至上千亿人民币规模。同时半导体工厂对环境要求极其严苛,需要超高精度的洁净室,需要不含任何金属离子和杂质的超纯水,需要恒温恒湿的生产条件,其工艺设备的高精密性也要求微振动环境控制极为严格等。同时其巨大的耗电量和耗水量,不仅让半导体厂投资规模巨大,其维护日常生产的成本也不断攀升。

中国电子院:数字孪生赋能“智慧工厂”

近年来，中国先进电子制造业在激烈的国际竞争中逐渐崛起，其中半导体成为面向未来的一大重点发展方向。数据显示，中国半导体市场全球份额高达38%，建厂需求旺盛，过去3年新建20余座工厂。

强劲的发展势头，也伴随着高昂的投资和运行成本。一座先进电子制造工厂建设投资规模数以百亿元计。作为1953年建厂、国字头电子行业设计院，国投集团所属的中国电子院一直在思考，如何能帮助先进电子制造业设计一个投资合理、运行经济、更具国际竞争力的工厂？电子院的解决方案是：建设数字孪生工厂。

半导体产业化，国投中国电子院如何护航最后一公里?

国投集团旗下中国电子院深耕电子行业70余年，是国内电子工程设计龙头企业、我国电子工业工程技术的开创者，承揽了国内90%以上显示器件、60%以上存储芯片、50%以上BAT企业数据中心的高端电子基础设施设计业务，为助力中国电子产业发展提供了重要支撑作用，连续4年被国资委评为“科改企业”标杆。

如何造出又好又便宜的芯片，这成了中国电子院使命。“伴随着中国电子产业发展，我们一直专注于解决从实验室到产业化的最后一公里难题。”中国电子院董事长、全国工程勘察设计大师娄宇说。中国电子院首席技术官杨光明解释道，实验室与大规模量产有着本质的不同，“100个难题攻克了一个，对于科学实验室来说就是成功，而大规模量产时100个问题解决了99个也不能算成功。”

PSIM数字孪生工厂解决方案构建虚拟工厂

记者从中国电子院获悉，该院首创的PSIM数字孪生工厂解决方案，可在工厂建设之前，构建一座虚拟工厂，利用“工艺技术+数字化仿真技术”，动态模拟工厂投产后实际运行，探寻最优设计方案。

据介绍，PSIM数字孪生工厂解决方案，即通过精细化设计、精准化分析、数字化优化、智能化控制，最终实现建设投资降低、建设周期缩短、生产效率提升、运行成本下降的目标。该方案通过构建虚拟产线、动态模拟运行工况，识别瓶颈工序，优化设备腔体配置、加工参数，实现产线的最佳匹配，最大程度提升设备利用率、缩短生产周期，提高生产能力。