半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)管理問題研究
現(xiàn)階段，半國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)頑強(qiáng)生長，取得了不錯(cuò)的發(fā)展成就，但距離打破國外技術(shù)壟斷仍有一段差距。對此，國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)必須加強(qiáng)生產(chǎn)管理，同時(shí)積極開展新技術(shù)的研發(fā)工作，努力發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)，促進(jìn)本土半導(dǎo)體行業(yè)的健康快速發(fā)展。
【摘要】良好的生產(chǎn)管理是企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的重要保障，尤其是對于資本、技術(shù)密集型的半導(dǎo)體企業(yè)而言，生產(chǎn)管理的重要性更為凸顯。然而，當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)普遍存在產(chǎn)品良率低、生產(chǎn)瓶頸限制、設(shè)備故障率高等問題，嚴(yán)重影響了企業(yè)的生存和發(fā)展�；诖耍疚姆治隽税雽�(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)的常見問題，提出了半導(dǎo)體企業(yè)強(qiáng)化生產(chǎn)管理的有效對策，并就半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)進(jìn)行展望，旨在促進(jìn)半導(dǎo)體企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】半導(dǎo)體企業(yè);生產(chǎn)管理;技術(shù)展望
1半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)的常見問題
1.1產(chǎn)品良率控制方面
作為高新技術(shù)行業(yè)，半導(dǎo)體行業(yè)的良品控制與技術(shù)先進(jìn)性密切相關(guān)，但當(dāng)前半導(dǎo)體生產(chǎn)的核心技術(shù)基本被國外企業(yè)所把持，而國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)的良品率一直處于較低水平。特別是在新上設(shè)備、制程轉(zhuǎn)換的過程中，產(chǎn)品良率控制更是容易出現(xiàn)大的問題。例如，某半導(dǎo)體公司對2013年度的晶圓報(bào)廢情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別月份的晶圓報(bào)廢數(shù)量特別多，通過對生產(chǎn)記錄的進(jìn)一步追溯，確定問題主要出現(xiàn)在三個(gè)方面:一是新設(shè)備安裝后調(diào)試不當(dāng);二是產(chǎn)品制程轉(zhuǎn)換中有個(gè)別問題未處理到位;三是設(shè)備保養(yǎng)出現(xiàn)疏忽。
1.2生產(chǎn)瓶頸方面
機(jī)臺生產(chǎn)能力不足是導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)能瓶頸的主要原因，同時(shí)也是非常辣手的一個(gè)問題。在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，需要對各機(jī)臺的生產(chǎn)能力進(jìn)行統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，做好排產(chǎn)工作，但現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中經(jīng)常受到各方面因素的干擾，使得原有的排產(chǎn)計(jì)劃被打亂，各機(jī)臺之前的生產(chǎn)平衡被打破，進(jìn)而出現(xiàn)個(gè)別機(jī)臺的積壓現(xiàn)象。此外，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，不同設(shè)備的保養(yǎng)進(jìn)度可能并不一致，當(dāng)個(gè)別設(shè)備需要臨時(shí)保養(yǎng)時(shí)，就需要其他機(jī)臺超負(fù)荷運(yùn)作以保證產(chǎn)能穩(wěn)定，但這樣一來就很可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題的增多。
1.3設(shè)備故障方面
設(shè)備故障會(huì)給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，除了故障處理帶來的維修費(fèi)用投入外，故障多發(fā)還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品交期滯后，影響企業(yè)的對外形象。同時(shí)，設(shè)備故障會(huì)使原來流暢的生產(chǎn)線遭到破壞，并使員工工作量大幅增加，導(dǎo)致員工工作積極性下降，生產(chǎn)管理難度增大。此外，一些關(guān)鍵設(shè)備的停滯還會(huì)對那些有連續(xù)生產(chǎn)需求的元件質(zhì)量造成巨大影響，考慮到半導(dǎo)體行業(yè)的特殊性，這些產(chǎn)品的質(zhì)量一旦出現(xiàn)問題就只能予以報(bào)廢。
2半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)管理的強(qiáng)化
2.1質(zhì)量管理體系建設(shè)
首先，企業(yè)要加強(qiáng)質(zhì)管隊(duì)伍的管理和建設(shè)，要求質(zhì)管部門及人員嚴(yán)格依據(jù)質(zhì)量監(jiān)測方案的有關(guān)要求開展各項(xiàng)工作，深入總結(jié)半導(dǎo)體生產(chǎn)的質(zhì)量控制要素，并從事前、事中、事后三個(gè)方面制定相應(yīng)的質(zhì)量監(jiān)管計(jì)劃，全面做好日常的質(zhì)量監(jiān)督工作。其次，加強(qiáng)硬件設(shè)備投入，加快技術(shù)改造進(jìn)程，緊跟國家相關(guān)計(jì)量技術(shù)法規(guī)變化，不斷提高硬件標(biāo)準(zhǔn)，保證企業(yè)具有足夠的檢測能力。與此同時(shí)，緊抓員工教育與管理，增強(qiáng)各級人員的質(zhì)量控制意識，為企業(yè)生產(chǎn)管理奠定人力保障。最后，建立健全管理評審制度，對企業(yè)生產(chǎn)管理情況進(jìn)行實(shí)事求是的評價(jià)，并提出相應(yīng)的改進(jìn)意見，促進(jìn)企業(yè)質(zhì)量管理體系的不斷發(fā)展與完善。
2.2加強(qiáng)自主創(chuàng)新
自主創(chuàng)新既是企業(yè)自身發(fā)展的需要，也是國家戰(zhàn)略發(fā)展的客觀需求。當(dāng)前我國半導(dǎo)體企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面的主體意識淡薄、資金投入不足、自有知識產(chǎn)權(quán)匱乏、產(chǎn)品利潤率低下，在國際半導(dǎo)體市場中沒有形成自己的核心競爭力。今后，國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)自主創(chuàng)新研究，努力掌握擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，爭取早日擺脫國外知識產(chǎn)權(quán)壓迫。在這方面，可以借鑒我國知名企業(yè)華為的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，華為每年在技術(shù)研發(fā)上的投入多達(dá)幾十億美金，占公司總收入的15%左右，在充足的研發(fā)經(jīng)費(fèi)支持下，華為每年都要申請大量專利，并且掌握了大量的核心技術(shù)，這為華為參與國際競爭提供了有力的技術(shù)和專利支撐。
2.3完善設(shè)備管理
為保證生產(chǎn)計(jì)劃的順利實(shí)施，需要企業(yè)加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備的動(dòng)態(tài)管理，提前預(yù)知并積極應(yīng)對設(shè)備故障。為此，企業(yè)要實(shí)時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括PCS(統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng))數(shù)據(jù)、KPP(關(guān)鍵工藝參數(shù))數(shù)據(jù)、CPP(控制工藝參數(shù))數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)通常反映了設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀，如光刻機(jī)的雕刻位置與切口寬度等，通過分析這些數(shù)據(jù)就能實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的持續(xù)跟蹤與監(jiān)控。一般情況下，上述數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)保存導(dǎo)半導(dǎo)體設(shè)備的日志文件中，企業(yè)要做好相關(guān)日志文件的搜集、整理和分析工作，同時(shí)輔以相關(guān)設(shè)備狀態(tài)檢測理論及方法，對產(chǎn)品生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保設(shè)備始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)下。在具體的設(shè)備管理方法上，目前較常采用的方法是計(jì)劃驅(qū)動(dòng)管理模式，即根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及企業(yè)排產(chǎn)計(jì)劃合理設(shè)定檢修日期，對不同設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)和規(guī)劃，保證生產(chǎn)計(jì)劃順利執(zhí)行。除上述基本方法外，還有基于設(shè)備利用率的動(dòng)態(tài)管理方法、基于擾動(dòng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備管理方法等，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，企業(yè)應(yīng)靈活運(yùn)用以上方法，盡可能降低設(shè)備因素對企業(yè)生產(chǎn)管理的影響。
3半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)展望
近年來，國際半導(dǎo)體技術(shù)工藝不斷發(fā)展，如何在控制成本的同時(shí)穩(wěn)定縮小芯片尺寸成為半導(dǎo)體行業(yè)的競爭焦點(diǎn)。當(dāng)前，國外半導(dǎo)體企業(yè)已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)14nm量產(chǎn)，10nm量產(chǎn)工藝也已推出，雖然實(shí)際產(chǎn)能表現(xiàn)并不理想，但也在穩(wěn)步改進(jìn)之中，預(yù)計(jì)近期內(nèi)即可完善。多年以來，提高光刻分辨率的渠道主要有三種:縮短曝光波長、增大鏡頭數(shù)值孔徑NA、減少K1，但隨著芯片尺寸的不斷縮小，傳統(tǒng)光刻技術(shù)逐漸達(dá)到技術(shù)瓶頸，當(dāng)前采用的193nm光刻技術(shù)以及多重曝光技術(shù)已不太可能有更大作為，并且在10nm水平已經(jīng)表現(xiàn)出了良品率低的問題，今后EUV光刻成為支持芯片尺寸繼續(xù)縮小的重要技術(shù)方向。此外，除了縮小尺寸，半導(dǎo)體行業(yè)面臨的其他關(guān)鍵技術(shù)工藝還包括450mm硅片、TSV3D封裝、FinFET結(jié)構(gòu)、III-V族作溝道材料等，以上每一項(xiàng)技術(shù)的新進(jìn)展，都將帶動(dòng)半導(dǎo)體行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
4結(jié)語
綜上所述，半導(dǎo)體是國家重點(diǎn)扶持的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)也是我國高新技術(shù)領(lǐng)域的一大短板。針對當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)的常見問題，應(yīng)從以下方面入手:加強(qiáng)質(zhì)量管理體系建設(shè)、加強(qiáng)自主創(chuàng)新、完善設(shè)備管理，在提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平的同時(shí)，掌握更多擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，促進(jìn)我國半導(dǎo)體行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
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