我們通常所說的“芯片”是指集成電路,它是微電子技術的主要產品。所謂微電子是相對強電、弱電等概念而言。指它處理的電子信號極其微小,它是現代信息技術的基礎。我們通常所接觸的電子產品,包括通訊系統、計算機與網絡系統、智能化系統、自動控制系統、空間技術、數字家電等等,都是在微電子技術的基礎上發展起來的。
芯片行業是典型的流程行業,需要經過諸多工序。另外,作為高新技術制造業的典型代表,其制造工藝與特點突出。
1、芯片行業是典型的資產密集型,大量的設備需要管理、維護各種成本需要非常準確的統計分析這只能靠信息系統來完成。
2、芯片封裝測試行業屬于技術密集性行業。集成電路的高速發展,使得單位面積上的晶體管數量越來越多,在如此小的芯片上作業不可能使用手工,基本上所有工序都是由機器自動操作,而且所有的機器除了操作之外,還有另外的監控能力,異常糾正及報警系統。比如金線連接,金線線徑只有0.13納米,在0.5cm2 的芯片上有100~400個接點,如何在如此小的地方將如此細的線接上,靠肉眼是不可能完成的。而機器本身的電子顯微鏡可以放大幾萬倍從而讓人能夠調節機器從去確定每一個點,當然更高級的機器只要確定一個點及芯片的方向,所有其它的點都由其它系統傳送給它之后,它就能自動確定所有剩余的點了。當然這又涉及到了自動數據傳輸及自動控制的功能了。所有這些都指明了這個行業的技術密集性,技術的密集導致了技術資料管理的復雜。如何管理正確,使用并發展這些技術也需要一個信息系統來進行。
3、芯片封裝測試行業是流程性行業。首先芯片的種類千差萬別、功能多種多樣,封裝形式也是多種多樣:雙列直插封裝(DIP Dual In-Line Package)芯片載體封裝,其中有陶瓷無引線芯片載體LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier) 、塑料有引線芯片載體PLCC(PlasticLeaded Chip Carrier) 、小尺寸封裝SOP(Small Outline Package) 、塑料四邊引出扁平封裝PQFP(Plastic Quad Flat Package) 、芯片尺寸封裝CSP(Chip Scale Package)等。這么多種類的封裝形式,還有引腳數量范圍的極大變化(最少2根引腳,最大現在已經超過1000個觸點了),但是封裝及測試的流程大致是一樣的:從晶圓檢測(wafer probe)——裝片(Wafer Mount)——切片(Wafer Saw)——IC 粘貼(Die Attach)——接線(Wire Bond)——塑封(Mold)——打印(Marking)——上球(Ball Attach)——剪切成形(Trim, Form)——外觀檢測(Visual Inspection)——功能測試(Test)——分裝(卷帶Tape and Reel、托盤Tray或管形Tube),而且在所有的產品都是按批跟蹤的,在流程中都可能出現并批、分批、回退、重新加工、報廢等操作。在流程加工的過程中,如何實時統計分析流程中產生的數據,找出流程中的問題、瓶頸、優化流程也需要一個強有力的信息系統。
4、芯片行業是計劃沒有變化快的行業。芯片產品的生命周期相對很短,有很多產品可以發布一兩個月就有更新換代,可能有新增加功能,可能有發現原程序錯誤要進行更改等。這些都造成了芯片行業的計劃幾乎無時不刻都在變化。這給物料計劃、生產控制等造成了很大的困難。
ERP系統中很多關于物料計劃及生產計劃的功能無法正常實施。
5、芯片行業是典型的多品種、大批量按訂單生產的行業。芯片的種類多種多樣,而且其生命周期一般都不是很長,可能幾個月就會換新版本或發布全新的產品,有時候可能幾個星期就會有變化。同時,這也造成在同一條生產線上可能同時有幾十種產品在生產,有些大一點的工廠在同一條生產線上可能有一兩百種產品在同時生產。在生產過程中如何保證生產的按質按量完成,在包裝時如何保證沒有分類錯誤,在發貨時如何保證正確發貨都是一個很復雜的任務。任何一點的錯誤都可能導致大量產品報廢并引發客戶報怨、成本增加。
6、芯片封裝測試的生產周期基本要求很高,通常從投產到完成在2天到4天,如果包括機場接收晶圓到完成品送到機場,也即機場到機場周期(ATA CT Airport To Airport CycleTime)可能也就在5天到7天。這當中還包括了進出口的報關等一系列手續。如何在接收原材料時把時間降到最少,在生產過程中隨時隨地跟蹤產品生產狀況,在裝箱發貨時保證最快的速度都是需要一個完整的信息系統來支持的。
因為芯片制造這樣的生產特點,所以如何優化流程從而提高良品率,加快生產速度,迅速滿足客戶的加工及交貨等要求、提高機器利用率、提高人的效率等就成了非常重要的任務。而一個充分集成的,包括關注客戶需求及生產規劃
ERP、控制生產過程的MES、及底層的設備自動化的完整系統就成了解決這些問題的唯一方法。因此必須要有這些信息系統并要把它們有機的結合起來。
芯片制造封裝和測試是一種典型的流程工業。根據國際上對流程工作的長期研究,提出了流程工業現代集成制造系統框架,即
ERP(企業資源計劃)/MES(生產執行系統)/PCS(過程控制系統)三層結構。這種結構結合了先進的工藝制造技術、現代管理技術和以先進控制為代表的信息技術,集成了企業的經營管理、生產過程控制、運行與管理等各個方面,將其作為一個整體進行控制與管理,實現企業的優化運行、優化控制與化化管理,從而成為提高企業競爭力的重要高技術。
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本文標題:淺述芯片制造業特點及信息化ERP基礎架構
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