半導體行業MES系統應用發展研究

半導體行業MES系統應用發展研究導讀：全球化給半導體制造商帶來各種特殊挑戰。周期性需求、較長的工廠量產實現時間、復雜的產品配置和成本壓力對公司按時生產出高質量產品的能力提出了考驗。因此，為了贏得競爭優勢，制造商必須借助新的技術在保證產品高品質的同時降低生產成本。

一、半導體行業的發展

1958年，美國德克薩斯儀器公司發明了集成電路(IC)，隨后，硅平面技術逐漸發展起來，先后出現了雙極型和MOS型等集成電路，從此，半導體行業開始迅速發展，但由于受到技術瓶頸和生產條件等因素的影響，半導體行業的發展逐漸減慢，到現在，大多半導體行業運行均不景氣，行業利潤逐年下降，而晶圓代工業行業利潤則較高，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體制造企業造成了嚴重的沖擊。

二、半導體制造過程

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

三、MES的發展

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系統的市場，使其成為最大的MES系統供應商，世界上很多大型企業均才用了MES系統來提高自身的生產效率，但隨著半導體行業利潤的不斷降低，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的MES系統，為企業提供更靈活更具競爭力的制造執行系統。20世紀末，Promis 公司成為第二大MES供應商，Promis 的MES系統是8英寸廠選用最多的，也被Applied Materials兼并。第三大MES供應商FASTech 的 FACTORYWork，則被Intel和Samsung應用，最終隨Promis被Applied Materials所兼并。至此，世界主要MES被Applied Materials擁有，而現階段，世界絕大多數的半導體制造企業均使用Applied Materials的MES。

四、半導體MES的應用

信息化工作的推動，往往采取項目形式，半導體MES系統的實施也不例外。在正式實施系統之前，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)及開發商(乙方)的基本情況，值得關注的是，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生消極、抵觸等情緒，很有可能導致需求反復、項目超時等問題，嚴重者，甚至直接導致項目失敗;其次，需要建立業務藍圖，并以系統實施為契機啟動業務流程再造(BPR)，實施階段，車間管理對象的模型建立，在系統當中，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數據維護界面。半導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，對象僅僅關注本身的存在性和屬性，對象當前狀態及屬性的直觀呈現對于排單及車間生產制造有著很強的指導意義。每一個對象都有與之對應的活動版本，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，系統定義了以下幾種對象：工藝流程、加工工序以及設備能力集。在完成上述工作之后，下一階段則為系統的實施和上線，首先需要對基礎信息進行整理，對功能進行定制和開發，并且進行系統單元測試和集成測試，直至達到系統上線的標準。

在登錄進入系統之后，就可以在用戶指定的權限范圍之內，執行相關的系統操作。如：針對制造車間的運行流程進行定義，監控訂單下達及制造加工過程、設備工作狀態等，并能實時采集分析數據，其可以在最大程度上客觀反映車間操作人員的執行及設備運行情況。通過使用半導體MES系統，并且在實踐中對系統進行持續完善，很多半導體企業因此受益。企業生產效率、設備OEE均得到了穩步提升，產品的生產周期顯著縮短，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，車間的產能進一步提升。

五、MES在半導體行業中的意義

綜上所述，根據對半導體行業MES系統的研究與應用分析，從當前實際出發，對其基本框架以及系統實施、使用等多個環節的工作，進行探析，力求以此為基礎，更進一步地為有關工作的加強與改進，做出積極貢，并且為解決現階段我國半導體行業中存在的諸多問題，提供堅實的理論基礎。

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