半導體企業(yè)生產管理問題研究
現(xiàn)階段，半國內半導體企業(yè)頑強生長，取得了不錯的發(fā)展成就，但距離打破國外技術壟斷仍有一段差距。對此，國內半導體企業(yè)必須加強生產管理，同時積極開展新技術的研發(fā)工作，努力發(fā)展自主知識產權，促進本土半導體行業(yè)的健康快速發(fā)展。
【摘要】良好的生產管理是企業(yè)產品質量的重要保障，尤其是對于資本、技術密集型的半導體企業(yè)而言，生產管理的重要性更為凸顯。然而，當前國內半導體企業(yè)普遍存在產品良率低、生產瓶頸限制、設備故障率高等問題，嚴重影響了企業(yè)的生存和發(fā)展。基于此，本文分析了半導體企業(yè)生產的常見問題，提出了半導體企業(yè)強化生產管理的有效對策，并就半導體企業(yè)生產新技術進行展望，旨在促進半導體企業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
【關鍵詞】半導體企業(yè);生產管理;技術展望
1半導體企業(yè)生產的常見問題
1.1產品良率控制方面
作為高新技術行業(yè)，半導體行業(yè)的良品控制與技術先進性密切相關，但當前半導體生產的核心技術基本被國外企業(yè)所把持，而國內半導體企業(yè)的良品率一直處于較低水平。特別是在新上設備、制程轉換的過程中，產品良率控制更是容易出現(xiàn)大的問題。例如，某半導體公司對2013年度的晶圓報廢情況進行了統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)個別月份的晶圓報廢數(shù)量特別多，通過對生產記錄的進一步追溯，確定問題主要出現(xiàn)在三個方面:一是新設備安裝后調試不當;二是產品制程轉換中有個別問題未處理到位;三是設備保養(yǎng)出現(xiàn)疏忽。
1.2生產瓶頸方面
機臺生產能力不足是導致企業(yè)產能瓶頸的主要原因，同時也是非常辣手的一個問題。在半導體生產中，需要對各機臺的生產能力進行統(tǒng)籌協(xié)調，做好排產工作，但現(xiàn)實生產中經(jīng)常受到各方面因素的干擾，使得原有的排產計劃被打亂，各機臺之前的生產平衡被打破，進而出現(xiàn)個別機臺的積壓現(xiàn)象。此外，在實際生產過程中，不同設備的保養(yǎng)進度可能并不一致，當個別設備需要臨時保養(yǎng)時，就需要其他機臺超負荷運作以保證產能穩(wěn)定，但這樣一來就很可能導致產品質量問題的增多。
1.3設備故障方面
設備故障會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，除了故障處理帶來的維修費用投入外，故障多發(fā)還會導致產品交期滯后，影響企業(yè)的對外形象。同時，設備故障會使原來流暢的生產線遭到破壞，并使員工工作量大幅增加，導致員工工作積極性下降，生產管理難度增大。此外，一些關鍵設備的停滯還會對那些有連續(xù)生產需求的元件質量造成巨大影響，考慮到半導體行業(yè)的特殊性，這些產品的質量一旦出現(xiàn)問題就只能予以報廢。
2半導體企業(yè)生產管理的強化
2.1質量管理體系建設
首先，企業(yè)要加強質管隊伍的管理和建設，要求質管部門及人員嚴格依據(jù)質量監(jiān)測方案的有關要求開展各項工作，深入總結半導體生產的質量控制要素，并從事前、事中、事后三個方面制定相應的質量監(jiān)管計劃，全面做好日常的質量監(jiān)督工作。其次，加強硬件設備投入，加快技術改造進程，緊跟國家相關計量技術法規(guī)變化，不斷提高硬件標準，保證企業(yè)具有足夠的檢測能力。與此同時，緊抓員工教育與管理，增強各級人員的質量控制意識，為企業(yè)生產管理奠定人力保障。最后，建立健全管理評審制度，對企業(yè)生產管理情況進行實事求是的評價，并提出相應的改進意見，促進企業(yè)質量管理體系的不斷發(fā)展與完善。
2.2加強自主創(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。當前我國半導體企業(yè)在技術創(chuàng)新方面的主體意識淡薄、資金投入不足、自有知識產權匱乏、產品利潤率低下，在國際半導體市場中沒有形成自己的核心競爭力。今后，國內半導體企業(yè)應加強自主創(chuàng)新研究，努力掌握擁有自主知識產權的核心技術，爭取早日擺脫國外知識產權壓迫。在這方面，可以借鑒我國知名企業(yè)華為的發(fā)展經(jīng)驗，華為每年在技術研發(fā)上的投入多達幾十億美金，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，這為華為參與國際競爭提供了有力的技術和專利支撐。
2.3完善設備管理
為保證生產計劃的順利實施，需要企業(yè)加強生產設備的動態(tài)管理，提前預知并積極應對設備故障。為此，企業(yè)要實時獲取設備運行的相關數(shù)據(jù)，包括PCS(統(tǒng)計控制系統(tǒng))數(shù)據(jù)、KPP(關鍵工藝參數(shù))數(shù)據(jù)、CPP(控制工藝參數(shù))數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)通常反映了設備的運行現(xiàn)狀，如光刻機的雕刻位置與切口寬度等，通過分析這些數(shù)據(jù)就能實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的持續(xù)跟蹤與監(jiān)控。一般情況下，上述數(shù)據(jù)都會自動保存導半導體設備的日志文件中，企業(yè)要做好相關日志文件的搜集、整理和分析工作，同時輔以相關設備狀態(tài)檢測理論及方法，對產品生產過程進行實時監(jiān)控，確保設備始終處于最佳運行狀態(tài)下。在具體的設備管理方法上，目前較常采用的方法是計劃驅動管理模式，即根據(jù)設備運行狀態(tài)及企業(yè)排產計劃合理設定檢修日期，對不同設備的維護保養(yǎng)進行統(tǒng)一協(xié)調和規(guī)劃，保證生產計劃順利執(zhí)行。除上述基本方法外，還有基于設備利用率的動態(tài)管理方法、基于擾動的生產準備管理方法等，在實際生產過程中，企業(yè)應靈活運用以上方法，盡可能降低設備因素對企業(yè)生產管理的影響。
3半導體企業(yè)生產新技術展望
近年來，國際半導體技術工藝不斷發(fā)展，如何在控制成本的同時穩(wěn)定縮小芯片尺寸成為半導體行業(yè)的競爭焦點。當前，國外半導體企業(yè)已經(jīng)全面實現(xiàn)14nm量產，10nm量產工藝也已推出，雖然實際產能表現(xiàn)并不理想，但也在穩(wěn)步改進之中，預計近期內即可完善。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)光刻技術逐漸達到技術瓶頸，當前采用的193nm光刻技術以及多重曝光技術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)縮小的重要技術方向。此外，除了縮小尺寸，半導體行業(yè)面臨的其他關鍵技術工藝還包括450mm硅片、TSV3D封裝、FinFET結構、III-V族作溝道材料等，以上每一項技術的新進展，都將帶動半導體行業(yè)的進一步發(fā)展。
4結語
綜上所述，半導體是國家重點扶持的高新技術產業(yè)之一，同時也是我國高新技術領域的一大短板。針對當前國內半導體企業(yè)生產的常見問題，應從以下方面入手:加強質量管理體系建設、加強自主創(chuàng)新、完善設備管理，在提高企業(yè)生產管理水平的同時，掌握更多擁有自主知識產權的核心技術，促進我國半導體行業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
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