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管理上的改进可使利润达到最大化

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《Silicon Semiconductor》杂志的Mark Andrews 对制造执行系统(MES)管理软件,包括西门子公司 PLM 软件中高效能Camstar 半导体套件(CSS)的应用情况进行了调研。西门子公司的这种制造执行管理(MOM)软件产品可以实现对半导体工艺制造过程的各个层面进行控制、监视和持续的改进。

 

你正在被竞争甩在后面吗?

如果你公司所使用的制造执行系统(MES)已经超过七年的话,该问题的答案将可能为"是"ã€‚一个新的MES系统可以在不降低产品质量的前提下来提供快速的应变能力"”"”在如今的全球市场中这将具有决定性的优势。

 

半导体工业正在稳定地增长,根据Gartner的研究报告,全球半导体销售额有望在2015年增长5.4%,达到3580亿美元。[http://www.gartner.com/newsroom/id/2962117],研究显示驱动这一增长的源由是来自于汽车、通信和智能消费产品。

 

新产品的传统创新周期正在迅速缩短,与此同时,消费者对于产品价格将变得更加敏感,并且需要更为新颖的高质量产品。为了实现这个目标,半导体制造商必须具有高度灵活和快速的反应能力,具有可以大批量、高质量持续生产具有创新性复杂产品的能力。

 

加速创新能力是将成功的公司与其竞争者区分开来的重要因素。相比于以往任何时候,半导体公司更加需要能时刻保持位于技术曲线顶端的领先位置,来向客户提供能满足其期望的产品。

 

达到这个目标的一种途径是需要消除即使是大公司也会遇到的障碍。尽管从商业开发到售后服务中的各种因素都会起作用,但相比于那些还在"凑合"ç€ä½¿ç”¨å·²ç»è¿‡æ—¶çš„、效率低下管理系统的竞争者而言,对制造执行系统(MES)进行升级并实现利用最大化将会具有关键性的优势,

 

目前的状况

 

在度过了自2008年开始的全球经济不景气之后,半导体公司逐渐恢复了可观的增长,如今已意识到他们需要替换陈旧的MES管理系统,因为旧的系统缺乏应对现在产品所需要的灵活性。半导体生产包括了数百道繁复而又精细的加工步骤,并且这些步骤是分散在多个不同的加工位置点来进行的。少许的工艺错误和在生产加工时间上的延迟就可能会给半导体制造商带来巨大的损失

 

Fairchild 半导体公司全球制造系统(GMS)部门的信息技术总监,Harold Caldwell 先生在由Iyno Advisors 组织的 MES PESB 会议上表示:"[旧的系统] 在快速响应用户需求上面临着的挑战,这些用户来自于制造业、工程界、质量部门、供应链、金融和其它领域" 。

 

很多半导体公司发现了他们在MES应用上所遇到的最大问题,即是对前道和后道工艺中能否保证不同制造系统间的持续性问题。这种"系统断开"åœ¨å·¥è‰ºæµç¨‹ã€å¯è¿½æº¯æ€§å’Œå¸‚场时效性上会产生各种各样的问题。

 

制造商们需要对生产过程进行更强的整体监控以及更高质量的互动,以能更快地对工艺做出调整,并对其快速的变化做出有效的响应。为了确保他们在各种不同的市场能以更少的工作量和更低的成本来满足高等级的期望值,制造商必须抓住这种改变和调整的机会,以能在整个增长着的全球市场中来显现他们的地位。

 

处于领先地位的半导体制造商正在积极地进行变革,并正在投资开发一种统一的全局性的生产企业管理系统,它能够对从晶圆到成品端对端的工艺进行管理。一些具有多个生产场所、变化的生产环境和全球性客户服务基地的半导体制造商已经对现代的MES管理技术表现出了兴趣,如今他们可不再受到自动化孤岛和互不连接系统的限制,他们现在可以自由地进行创新、调整并且获得成功。

 

从先进的全局性MES中能获得什么

 

半导体公司如果想要采用单一解决方案来对从前道到后道的生产工艺实现管理的话,应该主要考虑MES管理平台的几个关键性特征:该解决方案必须包括有开箱即用的功能;它需要提供最高等级的可配置性,并且能与其它商业化应用系统现实全面的互联互通;它必须能提供即时的智能化信息;能包括从测试结果、良品率到统计质量控制的所有信息。除此之外,它还要能与自动化设备和单元控制器进行集成来提升产品的产量和质量。任何一个对半导体制造商的新MES应用还应该包括其应对市场变化的能力,还要包括能够整合进MES管理系统的制造执行管理(MOM)软件包,以及还要加上十分有用的对质量和生产流程的管理能力以及能先进地安排生产计划及其进度的能力。

 

对变化进行管理是另一个需要考虑的关键因素,半导体公司每周至少会做出数百项有关产品和工艺上的变化。利用统一的现代化企业管理平台结构,公司通过控制中心下达指令就可以在一个或多个生产场所一次性地实现对生产工艺变化的平稳调整。这种控制能力可以节省时间并且增加了整个企业内部的协调性和一致性。

 

降低MES升级时的风险

 

在高度复杂的半导体生产环境当中,在旧有系统以不停机方式转换到新系统的过程中,必须要制定转换计划来对数据的转移进行追踪和确认。MES管理系统的供应商应该提供软件工具使得在转换过程中可以实现两套系统的平行操作。

 

推荐

 

在这个新的、快速变化的行业格局当中,为整个生产网络提供基础功能的设施需要有高度的灵活性,同时还要保持可控制性以及能实现持续改进的高度智能性。

 

很有必要来研究一下关于MES的选项。这要从确认富有经验的供应商开始,这些供应商应该要有与半导体工业合作的经历,要确保供应商已经有了"可参照"çš„客户。在某种情况下,你可以在一个非竞争领域中来选择该供应商的一个客户进行一次实地考察。

 

优势

 

使用现代化MES的最大的优势是它能够十分容易地与主要商业化管理系统和车间中的工艺设备实现集成整合,可以用一个标准化的解决方案来实现全局性的操作。这种新的企业管理系统必须要能支持以下6个核心功能:

 

标准化:建立一个统一的平台,由中心来控制制造工艺,管理数据以及应对局部变化进行指导。

 

互联性:建立一个共同的互联通讯平台,使位于各场所的工艺设备可如同在一个虚拟的整体工厂一样实现无缝操作。

 

可控制性:按照设计来生产产品,能够捕捉到生产过程中的工艺变化,并且对缺陷快速地做出相应的控制。

 

持续性工艺改进:支持国际性的全局持续性工艺改进网络。一旦做出了改进,所批准的工艺变化在一个地点实施的同时,可同步到全球的其它工厂网络。

 

简单化:创造一个直观易用的管理系统,降低对不同水平和背景使用者的学习难度,并且能促进相互间的合作。

 

加速性:充分利用新平台的各个方面来加速优质产品推向市场的过程,并坚持不懈地对它们进行改进。

 

一个具有全局性的生产企业管理平台提供了很多新的发展机遇,并且可以克服陈旧MES管理系统所带来的在成本、局限性上的风险,因为这些陈旧的MES通常是自我开发的孤立系统。将所有操作归结到一个系统中就能够实现流水线化的精简操作并可以监控整个生产过程。

 

这种新系统可以保证在工厂和后道加工之间不会有数据的丢失,采用单一化的系统可以缩短产品推向市场的时间并且降低经营成本。采用新MES管理系统的半导体制造商可以快速地使制造执行系统平台实现投资回报(ROI)的最大化。灵活并且强大的制造管理系统可以连接全球范围内的多个生产场所。使用现代化的MES并搭配有效的MOM能使一个公司成为市场领袖,树立起更高的行业标杆,由MES所带来的高效率将会帮助他们来满足客户的需求并且不断创新开拓未来。

 

 

推荐的特性包括:

 

管理复杂的工艺

可以对复杂的工艺状况实现追踪,包括对废弃、返工和批次分割的各个晶圆实现全方位的追踪"”"”甚至是当工艺要求在各个批次之间和没有批次分割的设备之间存在多对多的关系时。

完全的可追溯性

所有制造批次、晶圆和序列化单元均能实现系统追踪,覆盖从晶圆制造、中间测试、组装、一直到封测的全过程。在整个制造过程中具有提供前所未有的监视和控制能力。可以根据加工批次、晶圆、序列号来收集数据,也可以是这些数据的组合。

集成化设备维护管理

对于基本设备和次级设备问题可提供前瞻性的解决方案,优化设备的调度安排。

控制灵活预防性维护

提供对设备具有覆盖性和级联性的预防性维护,即用每月的预防性维护(PM)

来替代每周的维护。

应对变化的管理

能快速适应大批量生产中的变化。对于必须在全球多个生产地点对复杂产品的变化进行统一协调的制造商而言,这一特征将是一个可以改变行业格局功能。

先进计划和调度能力

可以根据小公司到大公司的不同需求来配置灵活的数据模型和调度逻辑。可以添加或改变信息组和数据表。为了与其它多个站点的系统实现紧密的集成,可以安装独特的排序规则。

统计工艺控制(SPC)

在制造过程中所收集的缺陷数据能使制造商在生产过程中来识别、分析和解决潜在的工艺问题,以保证生产的连续性,防止设备停机、材料浪费和在生产时间上的损失。

工艺的自动化控制

可将工厂中的多台设备集成到MES中,能提供全自动化控制、状态监测、物料跟踪和数据收集。

设备的自动化

详细的资源追踪支持SEMI的《半导体设备材料协议(SEMI E10)》。

工作流程的建模

在用户界面应用拖入和拖放工具,可以很容易地建立动态工艺路线,增加新的步骤,改变生产要求,变化客户的订单,所有这些都伴随有版本的控制和审查的跟踪。

调度管理

向操作者显示由生产计划和调度所规定的加工进程优先级。通过指示操作员对合适的单元进行优先操作,消除了人为估计操作。它通过强制执行的调度规则来提高生产效率。

自动认证的确认

确保只有经过认证的员工才能在车间进行规定的操作。操作者只需使用简单的方式来查看指令和记录数据和事件。

自动化质量检测

将参数数据结果控制与结构化数据相结合,监测和分析设备就可以快速地解决问题,这样就可以容易地避免该问题的再次发生。

自动化质量控制

根据"自动未来保持(AFH)"å’Œ/或基于特定损失代码、SPC失效或良率控制失效来生成不合格报告

对不合格品的管理

进行结构化的失效分析、根本原因的识别、隔离和最终处置,来防止产品在规定处理步骤之外进行发货或加工,直到所有问题都得到了解决。

事件管理

监控企业生产过程,确定质量事故,开启必要的调查和实施质量控制流程。    

标签打印

依据实际规格和制造数据来自动打印产品的标签,确保标签是准确的,是及时制造的产品,并是粘贴到适当的加工批次、晶圆或单元上。

多种界面语言

能够根据生产地点的不同来选择不同的操作界面语言。

晶圆位图的可视化

能够在一个晶圆产品位图上根据失效原因和'x/y'坐标位置来标出废品位置点。这包括可以从系统数据或使用已有位图来动态地建立晶圆位图。观察/编辑所存在的废弃位点。

试验晶圆的追踪

等待晶圆的母加工批次到达'x'步骤,并且要确定其是否已经通过所需的'y'要求,才能进行下一步的加工。如果试验晶圆重新回到母批次中,那么他们就不再需要进行他们已经成功完成的工艺步骤。

试验晶圆的管理

可以采用超越标准工艺流程的规范来对工程研究和R&D用的晶圆批次进行加工。

 

 

© 2015 Angel Business Communications.

 

Annie Mullen , Siemens PLM Software

 

 

 

 

 


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