半導體企業(yè)智能制造解決方案

1、半導體企業(yè)智能制造解決方案Agenda:對半導體產(chǎn)業(yè)的理解半導體產(chǎn)業(yè)智能制造趨勢和需求分析幫助半導體制造實現(xiàn)智能制造半導體行業(yè)智能制造實踐經(jīng)驗分享全球產(chǎn)業(yè)格局大調(diào)整，半導體是未來互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的根基半導體產(chǎn)業(yè)集成電路集成電路業(yè)設計制造封裝測試材料分立器件半導體LED外延片芯片封裝應用光伏半導體產(chǎn)業(yè)兩次轉移，中國迎“產(chǎn)業(yè)轉移”窗口期1950198019902000至今1970美國時代日本時代韓國時代中國崛起20世紀50年代起源于美 國硅谷，美國一度把控 全球半導體全部產(chǎn)值；20世紀70年代末向日本產(chǎn)業(yè)轉移。工作站、存儲器、微處理 器迅速發(fā)展，日本取代 美國地位；20世紀80年代末向韓國、臺灣

2、產(chǎn)業(yè)轉移。第一次轉移： 美國-日本進入PC時代，韓國引進技術；21世紀起，向中國產(chǎn)業(yè)轉移。第二次轉移：日本、歐洲-韓國、中國臺灣中國借助移動互 聯(lián)等大量電子產(chǎn) 品迅速崛起，半 導體消費量世界 第一。第三次轉移：韓國、中國臺灣-中國大陸中國大陸半導體產(chǎn)業(yè)將由目前的封測主導的全球分工格局逐步向 IC設計、晶圓制造快速崛起以及材料和設備逐步突破的方向全面發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)五大核心環(huán)節(jié)：材料、設備、 IC 設計、晶圓制造和封測，憑借產(chǎn)業(yè)集群配套研發(fā)優(yōu)勢和晶 圓制造領域的資金優(yōu)勢，大陸半導體產(chǎn)業(yè)將由目前的封測主導的全球分工格局逐步向 IC設計、晶圓 制造快速崛起以及材料和設備逐步突破的方向全面發(fā)展?！旧嫌巍?/p>

3、設備和材料，重客戶資源；IC設計，高壁壘、重研發(fā)（重無形資產(chǎn)）。【中游】晶圓制造，重資金、重技術。【下游】封測，較中庸，處高壁壘和重資產(chǎn)的后端環(huán)節(jié)，重客戶（IDM與Fabless + Foundry）。并形成從封測主導到設計、制造主導轉變的國內(nèi)模式Agenda:對半導體產(chǎn)業(yè)的理解半導體產(chǎn)業(yè)智能制造趨勢和需求分析幫助半導體制造實現(xiàn)智能制造半導體行業(yè)智能制造實踐經(jīng)驗分享未來中國大陸參與半導體產(chǎn)業(yè)的國際分工將沿著微笑曲線底部向兩端發(fā) 展：由封測主導向 IC 設計、 Foundry 以及材料、設備全面發(fā)展技術產(chǎn)業(yè)化IC關鍵領域技術受制于國外，國 產(chǎn)技術薄弱。國外廠商對技術封 鎖嚴密，技術引進難度大由于

4、芯片的特殊性，實現(xiàn)“中國 芯”的進口替代已經(jīng)成為國家明 確的發(fā)展戰(zhàn)略國際化威脅高端芯片的設計、制造、供應長 期被歐美企業(yè)壟斷由于芯片在航天、軍工等國防領 域、高科技行業(yè)的重要性，被國 外政府、企業(yè)嚴密限制近期事件，如中興事件產(chǎn)品競爭力國內(nèi)行業(yè)多集中在IC設計階段， 芯片重要器件供應、制造由國外 工廠代工國內(nèi)工廠多進行低端芯片產(chǎn)品的 設計制造，產(chǎn)品性能、質(zhì)量與國 外相比差距比較大。市場化需求中國市場需求占全球50%（特殊 芯片，占70-80%）。進口超過原油，屬于第一大宗進口產(chǎn)品，話語權被國外產(chǎn)商掌握。高端、復雜的芯片長期依賴進口， 市場基本被國外廠商控制芯片制造屬于人才、技術、資金密集型行業(yè)，

5、技術門檻高，產(chǎn)出周期長，長期被歐美公司壟斷，屬于風險極高的行業(yè) 。需求量占全球50%（某些達到70-80%），屬于第一大宗進口產(chǎn)品，產(chǎn)品長期依賴進口，自給內(nèi)力8%左右。鑒于國際大環(huán)境和國內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，“芯片國產(chǎn)化”作為國家戰(zhàn)略重點突破方向，為國內(nèi)芯片企業(yè)提供了技術突破、產(chǎn)業(yè)升級的的發(fā)展風口。國際競爭硅初步純化多晶硅制造硅晶圓制造硅晶圓制造規(guī)格設計邏輯設計電路布局模擬檢測光罩制作芯片 設計薄膜光阻顯影蝕刻光阻去除芯片 制造封裝切割黏貼焊接模封芯片 封測其中，由于半導體領域先天復雜的制作工藝，成品率及生產(chǎn)成本控制面臨挑戰(zhàn)，亟需相關企業(yè)優(yōu)化工藝流程及提升生產(chǎn)效率芯片復雜度提升使得成品率下降投資規(guī)模及生

6、產(chǎn)成本高使回報率降低行業(yè) 量產(chǎn) 面臨 核心 挑戰(zhàn)對企業(yè) 的要求 優(yōu)化制程，降低復雜度帶來的不良率 提升生產(chǎn)效率，克服高投資下的低回報率從半導體行業(yè)標桿企業(yè)數(shù)字化轉型思路看，半導體企業(yè)智能制造將 重點圍繞產(chǎn)品數(shù)字化、制造智能化和綠色制造進行開展提高能源利用效率，實現(xiàn)半導體制造“綠色環(huán)?！睂钠髽I(yè)層、工廠管理層、控制 層和設備層構建智能制造及工業(yè) 自動化平臺提升競爭優(yōu)勢數(shù)字化產(chǎn)品全生命周期（以芯片 制造為核心，涵蓋芯片設計、制 造、封裝測試、設備和材料等產(chǎn) 業(yè)鏈）滿足打造自主品牌IDM的 需要全價值鏈端到端生命周期管理產(chǎn)品 數(shù)字化制造 智能化綠色制造數(shù)字化智能制造綠色制造從IC 價值鏈的角度出發(fā)，

7、支撐半導體業(yè)智能制造升級所需的數(shù)字化工廠解決方案分為數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化制造與數(shù)字化營銷三部分客戶“As sold” part number (customer PN or our external OPN)數(shù)字化營銷CustomerCustomerIC Design客戶需求IC設計Customer ProductRequestDefinitionRequirements Design SpecAnalog DesignDigital DesignCircuit DesignDesign Integration數(shù)字化研發(fā)Wafer Fab晶圓制造Wafer Start- Fab OutWafer

8、 ProbeAssembly&Test晶圓測試封裝測試Finished wafer Packaged set of sort, in waferdevices tested formaccording toSorted goodcertain options die, physicallyand temperaturein wafer form,rangeregarded as Tested and “bin” individual dieknown but as yetunmarked智能數(shù)字化制造SMT組裝Final SKU assigned, may “down bin” to bala

9、nce supply and demandAgenda:對半導體產(chǎn)業(yè)的理解半導體產(chǎn)業(yè)智能制造趨勢和需求分析幫助半導體制造實現(xiàn)智能制造半導體行業(yè)智能制造實踐經(jīng)驗分享 Siemens AG 2018半導體行業(yè)提供完整的數(shù)字化工廠解決方案，解決方案架構包括數(shù)字化研發(fā)、數(shù)字化制造、EAP及工業(yè)大數(shù)據(jù)同時，數(shù)字化工廠解決方案和全球半導體業(yè)智能制造最佳實踐將幫助半導體企業(yè)打造8大核心智能制造能力數(shù)字化 研發(fā)八大能力具體描述1. PLM2. R&D Trailblazer運用PLM解決方案來驅(qū)動企業(yè)價值鏈的縱向及橫向集成R&D的設計過程中，通過對工廠所有的設備、在制品的狀態(tài)，都有全面的了解 及分析及模擬，對

10、潛在有問題的步驟進行預判，減少等待及維護步驟的發(fā)生頻 率來縮短產(chǎn)品研發(fā)時間CIM數(shù)字化 制造3. Ecosystem Modeling Simulation通過在系統(tǒng)里進行虛擬建模來優(yōu)化工廠布局5. Forward-look Process Management System4. Decision Tree6. Yield Management對工廠所有運營及成本數(shù)據(jù)進行跟蹤及分析，找出節(jié)約成本的機會，提升工廠運營效率對Wafer的每個生產(chǎn)步驟及工業(yè)流程進行全方位跟蹤，通過預防式維護及DecisionTree等方法去主動發(fā)現(xiàn)潛在的風險，規(guī)避問題的發(fā)生通過自我完善體系，對生產(chǎn)流程及不同可選方案進

11、行分析及學習，不斷完善自我判 斷能力，是系統(tǒng)在某個生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)生故障時能給出相應的備用方案通過打造一個以大數(shù)據(jù)及云計算為架構的智能制造生態(tài)體系來實現(xiàn)企業(yè)在其價值鏈上端到端的集成及協(xié)同7. Big Data Based Architecture DesignEAP設備自 動化8. Equipment Automation ProgramEAP作為設備的底層接口負責生產(chǎn)設備之間的連接以及設備中各數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)的運行通過設備自動化 (EAP) 提升生產(chǎn)效率Agenda:對半導體產(chǎn)業(yè)的理解半導體產(chǎn)業(yè)智能制造趨勢和需求分析幫助半導體制造實現(xiàn)智能制造半導體行業(yè)智能制造實踐經(jīng)驗分享 s AG 2018201

12、8-05-31Siemens PL以EAP自動化為基礎，將業(yè)界先進技術與半導體制造業(yè)務相結 合，形成半導體企業(yè)智能制造及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化轉型整體解決方案， 全面賦能半導體企業(yè)轉型升級將業(yè)界最先進的技術與我國工業(yè)發(fā)展實際結合，形成最適合半導體企業(yè)數(shù)字化轉型整體解決方案，推動國內(nèi)半導體企業(yè)實現(xiàn)智能制造戰(zhàn)略數(shù)字化頂層設計項目 實施 落地 保障半導體業(yè)數(shù)字化轉型PLM數(shù)字化研發(fā)管理MOM APS/MES/ QMS/EMI數(shù)字化制造管理TIA forEAP全集成自 動化項目研發(fā)作為龍頭研發(fā)項目管理協(xié)同交付管理BOIIP管理工藝過程管理計劃排產(chǎn)作為大腦生產(chǎn)執(zhí)行作為神經(jīng)建模+藝+追溯+齊套+物料+質(zhì)量+預警

13、+設備+人員+透明化+ 集團化管理以KPI為導向全面質(zhì)量管理數(shù)據(jù)挖掘與分析數(shù)采作為血液聯(lián)網(wǎng)、改造、數(shù)采、監(jiān)控以數(shù)據(jù)為中心虛擬EAP提升效率、降低浪費、增 加產(chǎn)能半導體單晶硅MES實踐案例分享數(shù)字化診斷-頂層設計-數(shù)字化工廠實施現(xiàn)狀評估和目標確定現(xiàn)狀評估目標確定解決方案和實施 策略總體設計業(yè) 務 場 景 分 析項目實施規(guī)劃項目組合投資回報分析差 距 分 析解決方案架構實施策略和要素現(xiàn)狀如何？實施數(shù)字化工 廠的愿景是什么？哪些應用可以縮小現(xiàn)狀和愿景 之間的差距，并產(chǎn)生最大價值？這些應用應該如何實施？ 可以產(chǎn)生怎樣的投資回報？項 目 規(guī) 劃項 目 前 期 準 備123某半導體材料公司MES項目建設過

14、程項目實施項目實施項目運維4項目實施管理案例一半導體單晶硅MES實踐案例分享以西門子Camstar為平臺管理單晶工序、切磨工序、拋光工序完整生產(chǎn)過程將多晶硅熔解在石英 爐中，然后依靠一根 石英棒慢慢的拉出純 凈的單晶硅棒硅棒的拉伸用金剛石刀把單晶硅 棒切成一定的厚度形 成WAFER切割單晶硅棒WAFER 的表面被拋光成鏡面拋光WAFERWAFER 放在900度1100 度的氧 化爐中，并通入純凈 的氧氣，在WAFER 表面形成氧化硅氧化WAFER 表面大規(guī)模集成電路硅基智能制造新模式半導體單晶硅MES實踐案例分享以西門子Camstar為平臺管理單晶工序、切磨工序、拋光工序完整生產(chǎn)過程將多晶硅熔

15、解在石英 爐中，然后依靠一根 石英棒慢慢的拉出純 凈的單晶硅棒硅棒的拉伸備料單晶拉制評估切斷樣塊腐蝕退火物測 滾磨生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集設備數(shù)據(jù)實時采集質(zhì)量數(shù)據(jù)實時采集設備狀態(tài)數(shù)據(jù)實時 采集防呆防錯實時管控單晶工序采集原材料多晶硅批次條碼信息單晶拉制工序采集摻雜批次信息記錄切斷、腐蝕、退火等工序設備系統(tǒng)參 數(shù)支持自動采集，并按標準工藝參數(shù) 進行對比，實現(xiàn)自動預警、報警等對滾磨工序在制品進行采樣鏡像測試并對檢測結果采集分析支持上下工序間的防呆、防錯MES實現(xiàn)半導體單晶硅MES實踐案例分享以西門子Camstar為平臺管理單晶工序、切磨工序、拋光工序完整生產(chǎn)過程粘棒切片脫膠清洗X光定向倒角激光標記厚度分類

16、磨片清洗生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集設備數(shù)據(jù)實時采集質(zhì)量數(shù)據(jù)實時采集設備狀態(tài)數(shù)據(jù)實時 采集防呆防錯實時管控粘棒工序需采集、數(shù)據(jù)并進行并包括標準值分析切片采集設備信息，抽檢過程信息倒角清洗與輪廓儀檢測信息根據(jù)激光標記進行流程自動流轉酸、堿、二氧化硅等原輔料及載具信息采集對切磨、背封工序進行二氧化硅膜采樣并對檢測結果采集分析支持各工序間防呆防錯MES實現(xiàn)用金剛石刀把單晶硅 棒切成一定的厚度形 成WAFER切磨單晶硅棒腐蝕熱處理SBD清洗切磨檢測背封片檢測分類腐蝕檢測半導體單晶硅MES實踐案例分享以西門子Camstar為平臺管理單晶工序、切磨工序、拋光工序完整生產(chǎn)過程載體盤清洗裝配粗拋精拋卸片去蠟清洗拋光后清洗

17、電阻率/平整度檢測生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集設備數(shù)據(jù)實時采集質(zhì)量數(shù)據(jù)實時采集設備狀態(tài)數(shù)據(jù)實時采集防呆防錯實時管控顆粒檢測采用抽檢方式檢驗，并根據(jù)工藝標準進行采集工藝數(shù)據(jù)。包裝支持自定義包裝條碼，工序完成自動根據(jù)條碼模板打印成品條碼。成品檢驗合格能夠生成成品合格證，能夠觸發(fā)與WCS集成，成品才可以發(fā)貨。支持返工、返修、反洗、反檢、余料進行生產(chǎn)過程追蹤，并可追溯。MES實現(xiàn)最終清洗表面檢測顆粒檢測包裝分類WAFER 的表面被拋 光成鏡面拋光WAFER打造“自主可控+工業(yè)互聯(lián)+智能制造”的芯片材料制造數(shù)字化工廠智能排程智能物流智能協(xié)同智能識別標簽讀寫自動物流標簽讀寫生產(chǎn)任務標簽讀寫單晶工序切磨工序研發(fā)、工藝、

18、流程、技術重構與提升專家知識庫智能控制拋光工序智能生產(chǎn)智能分析物料配送LED芯片MES實踐案例分享西門子Camstar在LED芯片領域的應用案例二LED的產(chǎn)業(yè)鏈分為四段：LED外延片、LED芯片制造、LED器件封裝和產(chǎn)品應用，上游磊晶/EPI，中游 CHIP/晶 粒切割，下游 Package/封裝，每一段的制程相對獨立并 各成體系，針對MES都有各自的管控要點與實施特點：磊晶制程的主要需求空白芯片來料管理電性值資料收集快測/驗證片生產(chǎn)流 程管理判等入庫作業(yè)設備連機采集與控制晶粒段制程的主要需求挑磊芯片下單作業(yè)管控全測、分選、CCD、AOI 重點制程生產(chǎn)管控支持抽測生產(chǎn)作業(yè)流程判等入庫作業(yè)出貨挑貨作業(yè)管理設備連機采集與控制封裝段制程的主要需求調(diào)膠參數(shù)控管作業(yè)提供分 Bin 的作業(yè)功能設備連機采集與控制支持磊芯片的快測驗證流程、電性值數(shù)據(jù)收集、可以采用條碼化來實現(xiàn)生產(chǎn) 過程的控制，采用批次作業(yè)模式、支持拆批分批作業(yè)、支持晶粒級別判等的 可追溯性、甚至是各批良率的相關性分析等，提