半导体行业MES解决方案

lihuolin958

半导体产业的理解：

1.  半导体制造业如何降低成本、缩短交期、提升成品率，都成为面对全球竞争的关键。由于成品率的损失造成成本的提升，因此各半导体厂商莫不急于藉由各种分析手法，针对生产过程进行严格监控，以达到成品率提升的最终目的。

2.  设计成本越来越高、产品越来越复杂、平均售价越来越低以及永无休止的创新步伐，这一切都给半导体行业中的公司带来巨大的压力。行业中令人畏惧的设计难题、不断加快的产品生命周期以及复杂的供应链，这一切都无疑会打乱企业在推出产品、开发预算和质量目标方面的计划。

3．在电子行业，外包已成为一种生存方式，无论是与代工厂、组装及测试供应商合作的无晶圆半导体公司，还是与电子制造服务提供商（EMS）或其他承包合作伙伴合作的电路板、机箱和系统原始设备制造商（OEM）均已采用该业务模式。产业结构每个公司更趋于专业化，以减少昂贵的基础资产投入。但是，无论是否愿意，选择外包都意味着放弃对自身业务的控制，从而导致可能产生其问题和更多的风险。

以上3点是目前在谈到半导体和电子制造行业时大家都会面临到的也是这个行业所需要调整及从系统和管理角度需要解决的问题。这也是在我们讨论到电子或半导体行业的生产执行系统时所要针对电子行业的特点，为厂商提供适合其生产和管理模式的生产执行系统。由于其行业分工细致的特点，在为电子行业的厂商规划其生产执行系统不应该仅仅把信息流停留在工厂车间内部，还应该考虑整个供应链的上下游的信息的可见性。因此从广泛的意义上讲，应该是一个供应链执行系统。

半导体制造工艺大致可以划分为以下几个阶段：

1． 设计 – 设计是半导体产业的主要阶段，现在技术的发展越来越迅速，产品的生命周期越来越小，设计更为突出和重要。设计在于技术的掌握，其门槛比较高，投入周期长，风险大，但是收益比较高。

2． FAB – FAB是晶圆制造过程。其进入的技术门槛比较低，但是建立一个晶圆厂的成本比较高，投入比较高，但风险比较小， 收益也比较小。

3． 封装和测试 -它们投入中等，风险小，收益较少目前在半导体制造行业，分工比较细致，有的公司专注在设计，有的专注在FAB和封装及测试，像我们所知道的SMIC，TSMC，UMC， ASMC等都是做FAB的。应该来说这种行业上的细致的分工是产业化的趋势，也对这个行业的迅速发展提供了推动力。

针对电子行业的特点，在规划生产执行系统时应该从以下方面着手考虑：

1． 从整个供应链的角度考虑，生产执行系统不仅仅是关注在生产车间内部的执行，而且要关注到整个供应链上的各个环节。

2． 系统的架构必须是比较开放和透明化，便于供应链上的各个环节能过及时做到信息
的交互，没有信息的壁垒。

3． 集成从设计到流程控制的集成化的系统，即和PLM的集成化

4． 生产流程的管理和控制

5． 生产设备的集成，根据产品特性自动控制生产设备的参数设置和运行过程参数的实时采集

6． 实时的SPC的集成和控制，避免废品的过多生产

7． 自动的物流管理，按照生产计划和流程自动传输过程物料

8． 集成的库存管理，仓库管理及收发货管理

9． 集成的谱系结构，包含产品结构，流程，物流，质量，人员等各种因素，便于供应
链各个环节都能得到监控

10．集成的设备维修管理，最大化设备的有效作业率
半导体产业作为高附加价值核心产业，正在持续蓬勃的发展。特别是根据经营环境、生产系统、信息技术的变化及发展，半导体产业灵活运用最新的IT技术和自动化技术，构建最佳的生产系统，从而能够强化产品的成本竞争力、实现生产效率的极大化。针对半导体产业的麦康解决方案在复杂的半导体制造工序中，成为工序Tracking、提高生产力、提高品质的核心要素。通过生产现场的自动化、资源管理、数据分析管理，能够积极应对客户的各种需求。麦康以半导体制造工序中重要的五大要素，材料（Material）、设备（Equipment）、人力（Man）、规格（Specification）及设备（Facility）的管理标准作为基础，具备了面向客户的自动化整体解决方案。

半导体产业的生产布局：



半导体系统构建目标：

• 提高产品的品质，减少不良及重工
• 遵守订单交付期，减少产品的生产周期
• 减少直接及间接的人力费用
• 防止工作人员误操作
• 提高设备等生产辅助资源的稼动效率
  

半导体系统构建功能：

• 提供生产现场的追踪、控制、查询功能
• 提供资源管理功能
• 收集品质及技术资料、提供监控功能
• 提供Processes Controlling功能
• 提供Planning、Scheduling和Dispatching功能
• 提供生产现场的Electronically Communication功能
• 提供Automating Processes功能
• 提供分析数据功能
  

半导体产业的整体解决方案：

• Wafering(长晶)
  

Wafering工艺主要分为Growing和Ingot两大部分，德国S公司Wafering的4, 5, 6, 8, 12 Inch的Wafer生产系统都是通过导入相关解决方案来构建的，同时也支援过EPI工序。
Wafering产业构建CIM系统的特征是，由于生产设备支持作为SEMI标准的SECS/GEM通讯方式，所以通过自动化的方式从设备收集设备的Event及测量数据，同时为了防止生产误区，通过远程控制的方式控制Recipe及Start control。并且利用收集的数据来构建Binning等工序所需的多种功能, 通过Lot Tracking来实现Ingot的品质追踪功能。
项目实施期间：2008.10~2009.12
项目构建范围：生产管理解决方案，自动化解决方案
项目适用方案：MESplus, FAmate

• Front End(前道)
  

Chip Fab工艺通常分为Diffusion, Lithography(Photo), Thin-Film, Etch等4大部分，有时也可包含Probe工序。在D半导体公司和其他OLED、Solar PV等多种产业执行过Chip Fab相关的项目。
Chip Fab的CIM系统构建特性：半导体行业的生产设备基本都提供SEMI标准的SECS/GEM通讯方式，也就通过自动化的方式从设备收集设备的Event及测量数据，同时为了防止生产误区，通过远程控制的方式控制Recipe及Start control。同时MES系统也要遵循SEMATECH, ISO, MESA等多种国际标准和展现工序特性的基础上构建，并且通过Yield Enhancement来提高生产性是CIM系统构建的主要目标。
项目实施期间：2007.3~2008.1
项目构建范围：生产管理解决方案，自动化解决方案，品质管理解决方案
项目使用方案：MESplus, FAmate, DAcrux

• Back End(后道)
  

Assembly生产工艺主要分为Packaging和Test等两大工序，在半导体Assembly产业占有绝对优势，世界Top 10的Assembly企业中7大公司使用的产品来进行生产。
Assembly产业CIM构建的特点：虽然有SEMI标准，但由于客户及设备的生产环境的不同，一般会构建客户适用型CIM系统，而且依据Substrate Tracking及Test结果的Binning为CIM构建的目的。
新加坡的S公司客户7个地区的工厂都使用了软件。具体如下：
项目实施期间：2002.1~2005.12
项目构建范围：生产管理解决方案，自动化解决方案，品质管理解决方案
项目适用方案：MESplus, FAmate, DAcrux
基于半导体行业的MES的功能及系统设计
3.1半导体制造业务流程概述
3.2半导体MES系统设计
3.2.1制程控管
3.2.2数据收集
3.2.3品质管制SPC
3.2.4追溯管理
3.2.5生产排程PSS
3.2.6设备控管EMS
3.2.7系统集成
3.2.8 MES其余功能模块
3.3 MES系统框架结构
3.3.1硬件架构
3.3.2系统架构
3.3.3软件结构



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