我们通常所说的“芯片”是指集成电路,它是微电子技术的主要产品。所谓微电子是相对强电、弱电等概念而言。指它处理的电子信号极其微小,它是现代信息技术的基础。我们通常所接触的电子产品,包括通讯系统、计算机与网络系统、智能化系统、自动控制系统、空间技术、数字家电等等,都是在微电子技术的基础上发展起来的。
芯片行业是典型的流程行业,需要经过诸多工序。另外,作为高新技术制造业的典型代表,其制造工艺与特点突出。
1、芯片行业是典型的资产密集型,大量的设备需要管理、维护各种成本需要非常准确的统计分析这只能靠信息系统来完成。
2、芯片封装测试行业属于技术密集性行业。集成电路的高速发展,使得单位面积上的晶体管数量越来越多,在如此小的芯片上作业不可能使用手工,基本上所有工序都是由机器自动操作,而且所有的机器除了操作之外,还有另外的监控能力,异常纠正及报警系统。比如金线连接,金线线径只有0.13纳米,在0.5cm2 的芯片上有100~400个接点,如何在如此小的地方将如此细的线接上,靠肉眼是不可能完成的。而机器本身的电子显微镜可以放大几万倍从而让人能够调节机器从去确定每一个点,当然更高级的机器只要确定一个点及芯片的方向,所有其它的点都由其它系统传送给它之后,它就能自动确定所有剩余的点了。当然这又涉及到了自动数据传输及自动控制的功能了。所有这些都指明了这个行业的技术密集性,技术的密集导致了技术资料管理的复杂。如何管理正确,使用并发展这些技术也需要一个信息系统来进行。
3、芯片封装测试行业是流程性行业。首先芯片的种类千差万别、功能多种多样,封装形式也是多种多样:双列直插封装(DIP Dual In-Line Package)芯片载体封装,其中有陶瓷无引线芯片载体LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier) 、塑料有引线芯片载体PLCC(PlasticLeaded Chip Carrier) 、小尺寸封装SOP(Small Outline Package) 、塑料四边引出扁平封装PQFP(Plastic Quad Flat Package) 、芯片尺寸封装CSP(Chip Scale Package)等。这么多种类的封装形式,还有引脚数量范围的极大变化(最少2根引脚,最大现在已经超过1000个触点了),但是封装及测试的流程大致是一样的:从晶圆检测(wafer probe)——装片(Wafer Mount)——切片(Wafer Saw)——IC 粘贴(Die Attach)——接线(Wire Bond)——塑封(Mold)——打印(Marking)——上球(Ball Attach)——剪切成形(Trim, Form)——外观检测(Visual Inspection)——功能测试(Test)——分装(卷带Tape and Reel、托盘Tray或管形Tube),而且在所有的产品都是按批跟踪的,在流程中都可能出现并批、分批、回退、重新加工、报废等操作。在流程加工的过程中,如何实时统计分析流程中产生的数据,找出流程中的问题、瓶颈、优化流程也需要一个强有力的信息系统。
4、芯片行业是计划没有变化快的行业。芯片产品的生命周期相对很短,有很多产品可以发布一两个月就有更新换代,可能有新增加功能,可能有发现原程序错误要进行更改等。这些都造成了芯片行业的计划几乎无时不刻都在变化。这给物料计划、生产控制等造成了很大的困难。
ERP系统中很多关于物料计划及生产计划的功能无法正常实施。
5、芯片行业是典型的多品种、大批量按订单生产的行业。芯片的种类多种多样,而且其生命周期一般都不是很长,可能几个月就会换新版本或发布全新的产品,有时候可能几个星期就会有变化。同时,这也造成在同一条生产线上可能同时有几十种产品在生产,有些大一点的工厂在同一条生产线上可能有一两百种产品在同时生产。在生产过程中如何保证生产的按质按量完成,在包装时如何保证没有分类错误,在发货时如何保证正确发货都是一个很复杂的任务。任何一点的错误都可能导致大量产品报废并引发客户报怨、成本增加。
6、芯片封装测试的生产周期基本要求很高,通常从投产到完成在2天到4天,如果包括机场接收晶圆到完成品送到机场,也即机场到机场周期(ATA CT Airport To Airport CycleTime)可能也就在5天到7天。这当中还包括了进出口的报关等一系列手续。如何在接收原材料时把时间降到最少,在生产过程中随时随地跟踪产品生产状况,在装箱发货时保证最快的速度都是需要一个完整的信息系统来支持的。
因为芯片制造这样的生产特点,所以如何优化流程从而提高良品率,加快生产速度,迅速满足客户的加工及交货等要求、提高机器利用率、提高人的效率等就成了非常重要的任务。而一个充分集成的,包括关注客户需求及生产规划
ERP、控制生产过程的MES、及底层的设备自动化的完整系统就成了解决这些问题的唯一方法。因此必须要有这些信息系统并要把它们有机的结合起来。
芯片制造封装和测试是一种典型的流程工业。根据国际上对流程工作的长期研究,提出了流程工业现代集成制造系统框架,即
ERP(企业资源计划)/MES(生产执行系统)/PCS(过程控制系统)三层结构。这种结构结合了先进的工艺制造技术、现代管理技术和以先进控制为代表的信息技术,集成了企业的经营管理、生产过程控制、运行与管理等各个方面,将其作为一个整体进行控制与管理,实现企业的优化运行、优化控制与化化管理,从而成为提高企业竞争力的重要高技术。
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本文标题:浅述芯片制造业特点及信息化ERP基础架构
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