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行业新闻

半导体行业MES系统应用发展研究

半导体行业MES系统应用发展研究导读:全球化给半导体制造商带来各种特殊挑战。周期性需求、较长的工厂量产实现时间、复杂的产品配置和成本压力对公司按时生产出高质量产品的能力提出了考验。因此,为了赢得竞争优势,制造商必须借助新的技术在保证产品高品质的同时降低生产成本。

一、半导体行业的发展

1958年,美国德克萨斯仪器公司发明了集成电路(IC),随后,硅平面技术逐渐发展起来,先后出现了双极型和MOS型等集成电路,从此,半导体行业开始迅速发展,但由于受到技术瓶颈和生产条件等因素的影响,半导体行业的发展逐渐减慢,到现在,大多半导体行业运行均不景气,行业利润逐年下降,而晶圆代工业行业利润则较高,因此,东芝、IBM、富士康等拥有雄厚实力的IDM大厂通过晶圆代工对半导体制造企业造成了严重的冲击。

二、半导体制造过程

半导体是指在特定情况下可以分别具有导电或绝缘能力的物质,集成电路即芯片是指将电子元件通过复杂的工序做到半导体基板上,使其具有相应的功能。现阶段一颗单晶片上可以聚集超百万个电子元件,集成电路是现阶段半导体中的主要产品。半导体制造过程比较复杂,技术要求很高,可分为以下步骤:(1)制定规格(IC Specification);(2)电路设计(IC Design);(3)元件布局(IC Layout IC);(4)生产晶圆(Wafer Process);(5)检测电路(Circuit Probe);(6)包装(Package);(7)成品检测(Final Test);(8)预烧检测(Brun-In);(9)抽样检测(Sampling Test);(10)批量出货(Shipment)。

三、MES的发展

上世纪70年代,Consilium 公司提出Workstream,利用低价销售的方法开拓了其在MES系统的市场,使其成为最大的MES系统供应商,世界上很多大型企业均才用了MES系统来提高自身的生产效率,但随着半导体行业利润的不断降低,Consilium 公司逐渐衰败,最终被Applied Materials兼并,被兼并后推出了新一代MES,即MESII-FAB300,可与第三方软件组成的新一代开放架构的MES系统,为企业提供更灵活更具竞争力的制造执行系统。20世纪末,Promis 公司成为第二大MES供应商,Promis 的MES系统是8英寸厂选用最多的,也被Applied Materials兼并。第三大MES供应商FASTech 的 FACTORYWork,则被Intel和Samsung应用,最终随Promis被Applied Materials所兼并。至此,世界主要MES被Applied Materials拥有,而现阶段,世界绝大多数的半导体制造企业均使用Applied Materials的MES。

四、半导体MES的应用

信息化工作的推动,往往采取项目形式,半导体MES系统的实施也不例外。在正式实施系统之前,重点工作包括项目团队的建立以及项目实施范围的确定,并明确客户(甲方)及开发商(乙方)的基本情况,值得关注的是,由于信息化项目的特性,甲方高管的参与度越高,推动越积极,则项目成功的概率也越高,反之,甲方参与项目人员则容易产生消极、抵触等情绪,很有可能导致需求反复、项目超时等问题,严重者,甚至直接导致项目失败;其次,需要建立业务蓝图,并以系统实施为契机启动业务流程再造(BPR),实施阶段,车间管理对象的模型建立,在系统当中,为了满足管理的需求,需要将每一个具有特定的属性和特征的实体称作是对象,按照对象的特征开发数据维护界面。半导体制造车间的对象大体上分为两类。第一类,软体对象,任何变化都受到控制,不具备本身的属性;第二类,对象仅仅关注本身的存在性和属性,对象当前状态及属性的直观呈现对于排单及车间生产制造有着很强的指导意义。每一个对象都有与之对应的活动版本,一个完整的ECN过程包含有申请、解冻、审批、修改以及公布。

在工艺流程模型建立过程中,系统定义了以下几种对象:工艺流程、加工工序以及设备能力集。在完成上述工作之后,下一阶段则为系统的实施和上线,首先需要对基础信息进行整理,对功能进行定制和开发,并且进行系统单元测试和集成测试,直至达到系统上线的标准。

在登录进入系统之后,就可以在用户指定的权限范围之内,执行相关的系统操作。如:针对制造车间的运行流程进行定义,监控订单下达及制造加工过程、设备工作状态等,并能实时采集分析数据,其可以在最大程度上客观反映车间操作人员的执行及设备运行情况。通过使用半导体MES系统,并且在实践中对系统进行持续完善,很多半导体企业因此受益。企业生产效率、设备OEE均得到了稳步提升,产品的生产周期显着缩短,并且在制品报废率也明显降低,一线操作人员的流失率得到了很好的控制,车间的产能进一步提升。

五、MES在半导体行业中的意义

综上所述,根据对半导体行业MES系统的研究与应用分析,从当前实际出发,对其基本框架以及系统实施、使用等多个环节的工作,进行探析,力求以此为基础,更进一步地为有关工作的加强与改进,做出积极贡,并且为解决现阶段我国半导体行业中存在的诸多问题,提供坚实的理论基础。

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