半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展研究導(dǎo)讀：全球化給半導(dǎo)體制造商帶來各種特殊挑戰(zhàn)。周期性需求、較長的工廠量產(chǎn)實現(xiàn)時間、復(fù)雜的產(chǎn)品配置和成本壓力對公司按時生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的能力提出了考驗。因此，為了贏得競爭優(yōu)勢，制造商必須借助新的技術(shù)在保證產(chǎn)品高品質(zhì)的同時降低生產(chǎn)成本。

一、半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展

1958年，美國德克薩斯儀器公司發(fā)明了集成電路(IC)，隨后，硅平面技術(shù)逐漸發(fā)展起來，先后出現(xiàn)了雙極型和MOS型等集成電路，從此，半導(dǎo)體行業(yè)開始迅速發(fā)展，但由于受到技術(shù)瓶頸和生產(chǎn)條件等因素的影響，半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展逐漸減慢，到現(xiàn)在，大多半導(dǎo)體行業(yè)運行均不景氣，行業(yè)利潤逐年下降，而晶圓代工業(yè)行業(yè)利潤則較高，因此，東芝、IBM、富士康等擁有雄厚實力的IDM大廠通過晶圓代工對半導(dǎo)體制造企業(yè)造成了嚴重的沖擊。

二、半導(dǎo)體制造過程

半導(dǎo)體是指在特定情況下可以分別具有導(dǎo)電或絕緣能力的物質(zhì)，集成電路即芯片是指將電子元件通過復(fù)雜的工序做到半導(dǎo)體基板上，使其具有相應(yīng)的功能。現(xiàn)階段一顆單晶片上可以聚集超百萬個電子元件，集成電路是現(xiàn)階段半導(dǎo)體中的主要產(chǎn)品。半導(dǎo)體制造過程比較復(fù)雜，技術(shù)要求很高，可分為以下步驟：(1)制定規(guī)格(IC Specification);(2)電路設(shè)計(IC Design);(3)元件布局(IC Layout IC);(4)生產(chǎn)晶圓(Wafer Process);(5)檢測電路(Circuit Probe);(6)包裝(Package);(7)成品檢測(Final Test);(8)預(yù)燒檢測(Brun-In);(9)抽樣檢測(Sampling Test);(10)批量出貨(Shipment)。

三、MES的發(fā)展

上世紀70年代，Consilium 公司提出Workstream，利用低價銷售的方法開拓了其在MES系統(tǒng)的市場，使其成為最大的MES系統(tǒng)供應(yīng)商，世界上很多大型企業(yè)均才用了MES系統(tǒng)來提高自身的生產(chǎn)效率，但隨著半導(dǎo)體行業(yè)利潤的不斷降低，Consilium 公司逐漸衰敗，最終被Applied Materials兼并，被兼并后推出了新一代MES，即MESII-FAB300，可與第三方軟件組成的新一代開放架構(gòu)的MES系統(tǒng)，為企業(yè)提供更靈活更具競爭力的制造執(zhí)行系統(tǒng)。20世紀末，Promis 公司成為第二大MES供應(yīng)商，Promis 的MES系統(tǒng)是8英寸廠選用最多的，也被Applied Materials兼并。第三大MES供應(yīng)商FASTech 的 FACTORYWork，則被Intel和Samsung應(yīng)用，最終隨Promis被Applied Materials所兼并。至此，世界主要MES被Applied Materials擁有，而現(xiàn)階段，世界絕大多數(shù)的半導(dǎo)體制造企業(yè)均使用Applied Materials的MES。

四、半導(dǎo)體MES的應(yīng)用

信息化工作的推動，往往采取項目形式，半導(dǎo)體MES系統(tǒng)的實施也不例外。在正式實施系統(tǒng)之前，重點工作包括項目團隊的建立以及項目實施范圍的確定，并明確客戶(甲方)及開發(fā)商(乙方)的基本情況，值得關(guān)注的是，由于信息化項目的特性，甲方高管的參與度越高，推動越積極，則項目成功的概率也越高，反之，甲方參與項目人員則容易產(chǎn)生消極、抵觸等情緒，很有可能導(dǎo)致需求反復(fù)、項目超時等問題，嚴重者，甚至直接導(dǎo)致項目失敗;其次，需要建立業(yè)務(wù)藍圖，并以系統(tǒng)實施為契機啟動業(yè)務(wù)流程再造(BPR)，實施階段，車間管理對象的模型建立，在系統(tǒng)當(dāng)中，為了滿足管理的需求，需要將每一個具有特定的屬性和特征的實體稱作是對象，按照對象的特征開發(fā)數(shù)據(jù)維護界面。半導(dǎo)體制造車間的對象大體上分為兩類。第一類，軟體對象，任何變化都受到控制，不具備本身的屬性;第二類，對象僅僅關(guān)注本身的存在性和屬性，對象當(dāng)前狀態(tài)及屬性的直觀呈現(xiàn)對于排單及車間生產(chǎn)制造有著很強的指導(dǎo)意義。每一個對象都有與之對應(yīng)的活動版本，一個完整的ECN過程包含有申請、解凍、審批、修改以及公布。

在工藝流程模型建立過程中，系統(tǒng)定義了以下幾種對象：工藝流程、加工工序以及設(shè)備能力集。在完成上述工作之后，下一階段則為系統(tǒng)的實施和上線，首先需要對基礎(chǔ)信息進行整理，對功能進行定制和開發(fā)，并且進行系統(tǒng)單元測試和集成測試，直至達到系統(tǒng)上線的標準。

在登錄進入系統(tǒng)之后，就可以在用戶指定的權(quán)限范圍之內(nèi)，執(zhí)行相關(guān)的系統(tǒng)操作。如：針對制造車間的運行流程進行定義，監(jiān)控訂單下達及制造加工過程、設(shè)備工作狀態(tài)等，并能實時采集分析數(shù)據(jù)，其可以在最大程度上客觀反映車間操作人員的執(zhí)行及設(shè)備運行情況。通過使用半導(dǎo)體MES系統(tǒng)，并且在實踐中對系統(tǒng)進行持續(xù)完善，很多半導(dǎo)體企業(yè)因此受益。企業(yè)生產(chǎn)效率、設(shè)備OEE均得到了穩(wěn)步提升，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期顯著縮短，并且在制品報廢率也明顯降低，一線操作人員的流失率得到了很好的控制，車間的產(chǎn)能進一步提升。

五、MES在半導(dǎo)體行業(yè)中的意義

綜上所述，根據(jù)對半導(dǎo)體行業(yè)MES系統(tǒng)的研究與應(yīng)用分析，從當(dāng)前實際出發(fā)，對其基本框架以及系統(tǒng)實施、使用等多個環(huán)節(jié)的工作，進行探析，力求以此為基礎(chǔ)，更進一步地為有關(guān)工作的加強與改進，做出積極貢，并且為解決現(xiàn)階段我國半導(dǎo)體行業(yè)中存在的諸多問題，提供堅實的理論基礎(chǔ)。

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