幾百年來(lái)的工業(yè)革命證明,制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家能否強(qiáng)盛的基礎(chǔ),是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體,是立國(guó)之本、興國(guó)之器、強(qiáng)國(guó)之基。于是在這個(gè)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革交匯,國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工正在重塑之際,我國(guó)政府順勢(shì)推出了《中國(guó)制造2025》,力爭(zhēng)通過(guò)三十年,把中國(guó)建設(shè)為世界制造發(fā)展的制造強(qiáng)國(guó)。
根據(jù)《經(jīng)濟(jì)參考網(wǎng)》的報(bào)道,我國(guó)的制造產(chǎn)業(yè)目前具備產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)品附加值不高、能源消耗大和污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。要如期實(shí)現(xiàn)升級(jí),中國(guó)制造商需要根據(jù)不同行業(yè)的特點(diǎn),與國(guó)際先進(jìn)廠商合作,投入到智能制造升級(jí)當(dāng)中?,F(xiàn)在正在大興土木建設(shè)的集成電路產(chǎn)業(yè)也是當(dāng)中一個(gè)焦點(diǎn)。
日前,合肥通富微電子股份有限公司和英飛凌科技(中國(guó))有限公司簽署的“智能制造戰(zhàn)略合作協(xié)議”是典型的與先進(jìn)合作范例。
英飛凌科技(中國(guó))有限公司大中華區(qū)總裁蘇華博士(左)和通富微電子股份有限公司首席執(zhí)行官石磊(右)代表雙方簽約
集成電路后道封測(cè)亟需“智造”
集成電路產(chǎn)業(yè)作為“中國(guó)制造2025”的發(fā)展要點(diǎn),近年來(lái)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是我們應(yīng)該看到,中國(guó)在集成電路制造方面,與世界先進(jìn)水平差距明顯。
從集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上看,一個(gè)芯片從概念到最后量產(chǎn),需要經(jīng)過(guò)多個(gè)步驟,最后的制造和封測(cè)是產(chǎn)品能否順利交付的關(guān)鍵。但根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn),國(guó)內(nèi)的封測(cè)產(chǎn)品線是“智造”升級(jí)的重點(diǎn)。
英飛凌科技(中國(guó))有限公司大中華區(qū)總裁蘇華博士表示,從集成電路的制造上看,前道晶圓廠的模式是不可以復(fù)制的,因?yàn)檫@部分不但投資巨大,且從工業(yè)發(fā)展上看,可能已經(jīng)達(dá)到了“工業(yè)6.0”的水平。但是后道的封裝測(cè)試則是可以復(fù)制的。
“月產(chǎn)十萬(wàn)片在前道是比較大的產(chǎn)量了。但在是后道,一片晶圓會(huì)切成5000,甚至上萬(wàn)顆芯片,那么十萬(wàn)片晶圓最終會(huì)變成10億顆芯片。這么大批量的生產(chǎn),中間如果出了任何差錯(cuò),造成的后果是不堪設(shè)想的,這就是為什么后道封測(cè)需要制造升級(jí)”,通富微電子股份有限公司首席執(zhí)行官石磊先生補(bǔ)充說(shuō)。
英飛凌科技有限公司全球半導(dǎo)體后道工廠整合資深總監(jiān)張永政博士也指出,工廠里面包括人、客戶、訂單和本身工藝在內(nèi)的變力是成千上萬(wàn)的,這些因素一直都在變化。在傳統(tǒng)的制造,我們的監(jiān)控方式是先看是否出問(wèn)題,再跟進(jìn)糾正,但這在投資額巨大的半導(dǎo)體領(lǐng)域是行不通的。我們需要每一秒鐘都要知道工廠發(fā)生了什么問(wèn)題,且立刻控制。如果你在一天或者多天以后發(fā)現(xiàn),再加以控制,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)一切都遲了。這就是為什么我們需要智能制造。這對(duì)后道封測(cè)工廠影響更是明顯,因?yàn)楫?dāng)中涉及了多種的材料、機(jī)臺(tái)的調(diào)試和排產(chǎn)等問(wèn)題。
從公開(kāi)新聞中我們可以看出,自從2014年開(kāi)始,中國(guó)大陸全力進(jìn)攻半導(dǎo)體封測(cè)產(chǎn)業(yè),其中長(zhǎng)電科技主導(dǎo)收購(gòu)了星科金朋;華天科技收購(gòu)了美國(guó) FCI;通富微電收購(gòu)了蘇州AMD和馬來(lái)西亞檳城AMD各85%股權(quán);同方國(guó)芯認(rèn)購(gòu)臺(tái)灣力成和南茂增發(fā)股份后獲得兩家公司各25%股份。中國(guó)大陸的封測(cè)行業(yè)率先躋身全球集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分工,充分享受全球半導(dǎo)體行業(yè)增長(zhǎng)帶來(lái)的行業(yè)紅利。
根據(jù)Wind的數(shù)據(jù)顯示,包括長(zhǎng)電科技、華天科技和通富微電在內(nèi)的大陸三強(qiáng)的銷售額在2016年合計(jì)達(dá)到280億。因此如何推動(dòng)中國(guó)后道封測(cè)“智造”升級(jí),跟上國(guó)際先進(jìn)步伐,成為中國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。
英飛凌“工業(yè)4.0”升級(jí)卓有成效
脫胎于德國(guó)西門(mén)子半導(dǎo)體部門(mén)的英飛凌是一個(gè)全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體科技供應(yīng)商。作為一個(gè)最早加入“工業(yè)4.0”的IDM,英飛凌既是底層架構(gòu)師,也是實(shí)踐者,他們?cè)谄渚A廠和后道封測(cè)廠踐行了“工業(yè)4.0”指導(dǎo)下的制造。
所謂“工業(yè)4.0”是德國(guó)聯(lián)邦教研部與聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部在2013年漢諾威工業(yè)博覽會(huì)上提出的概念。它描繪了制造業(yè)的未來(lái)愿景,提出繼蒸汽機(jī)的應(yīng)用(工業(yè)1.0)、規(guī)?;a(chǎn)的電氣時(shí)代(工業(yè)2.0)和電子信息技術(shù)(工業(yè)3.0)等三次工業(yè)革命后,人類將迎來(lái)以信息物理融合系統(tǒng)(CPS)為基礎(chǔ),以生產(chǎn)高度數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、機(jī)器自組織為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命。
“工業(yè)4.0”可以說(shuō)是工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)。材料、產(chǎn)品、機(jī)器和運(yùn)輸系統(tǒng)都裝配有高度現(xiàn)代化的信息收集、識(shí)別和通訊技術(shù),彼此之間能夠互動(dòng),且能與人員進(jìn)行互動(dòng)。整個(gè)價(jià)值制造鏈已數(shù)字化聯(lián)網(wǎng),能夠不斷地提供海量數(shù)據(jù)并對(duì)自身進(jìn)行優(yōu)化。生產(chǎn)過(guò)程變得更快,更高效以及更靈活。今天,我們正處在這個(gè)時(shí)代的發(fā)展開(kāi)端。
英飛凌在其無(wú)錫后道工廠非常好的踐行了“工業(yè)4.0”。
據(jù)介紹,英飛凌后道工廠集成自主研發(fā)并推出了“BEAR (Backend Automation Roadmap)”(后道工廠自動(dòng)化藍(lán)圖)項(xiàng)目。作為英飛凌全球后道的試點(diǎn),英飛凌無(wú)錫后道工廠2014年開(kāi)始實(shí)施的BEAR項(xiàng)目已經(jīng)在“智能制造”和“零缺陷制造”上初見(jiàn)成效。
以生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)(MES)為核心的BEAR項(xiàng)目,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于智能卡后道智能制造的縱向集成,通過(guò)有線以太網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、傳感器或設(shè)備自身標(biāo)準(zhǔn)接口等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)收集生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息,實(shí)現(xiàn)可視化管理并與MES的系統(tǒng)數(shù)據(jù)相整合提高資源效能,
BEAR從根本上統(tǒng)一并改變了英飛凌后道生產(chǎn)線控制系統(tǒng),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化工作組織和工作模式,自動(dòng)化和智能化從根本上減少了“人為因素”對(duì)產(chǎn)品制程的干預(yù),提升了制程管控效果和產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)BEAR可以對(duì)整個(gè)制造流程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,為大數(shù)據(jù)分析(Big data analysis)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
目前基于先進(jìn)流程控制的APC大數(shù)據(jù)應(yīng)用已經(jīng)在設(shè)備的維護(hù)預(yù)測(cè)、設(shè)備的性能改善和產(chǎn)品的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制、質(zhì)量預(yù)警初見(jiàn)成效。
目前無(wú)錫通過(guò)BEAR五年藍(lán)圖規(guī)劃項(xiàng)目(BEAR 2020),以“工業(yè)4.0”為框架逐步實(shí)現(xiàn)全方位的系統(tǒng)與設(shè)備的智能互聯(lián),使設(shè)備和設(shè)備之間能夠進(jìn)行信息交換和通訊,讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)自主智能管理,實(shí)時(shí)調(diào)度保證生產(chǎn)的流暢性,提高生產(chǎn)效率。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施,未來(lái)將打造成一個(gè)高度靈活的個(gè)性化、數(shù)字化和智能化的制造模式,從而在不久的將來(lái)全面實(shí)現(xiàn)“智能工廠”,“智能生產(chǎn)”和“智能物流”
助力合肥通富微電走向新時(shí)代
自1995年進(jìn)入中國(guó)以來(lái),英飛凌一直深耕中國(guó)市場(chǎng),他們?cè)谥袊?guó)建立了涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、市場(chǎng)、技術(shù)支持等在內(nèi)的完整的產(chǎn)業(yè)鏈,并在銷售、技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)等方面與國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的企業(yè)、高等院校開(kāi)展了深入的合作。在“工業(yè)4.0”新時(shí)代,英飛凌深刻理解了“中國(guó)制造2025”的發(fā)展要求,為中國(guó)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供力所能及的幫助。日前與合肥通富微電簽署的“智能制造戰(zhàn)略合作協(xié)議”就是一個(gè)具體表現(xiàn)。
英飛凌科技有限公司全球半導(dǎo)體后道工廠整合資深總監(jiān)張永政博士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者,中國(guó)信息化能力非常強(qiáng),但是中國(guó)智能制造能力有所不足。英飛凌會(huì)將其在半導(dǎo)體領(lǐng)域積累的二十多年智能制造方法,傳授給合肥通富微電,助力其實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”目標(biāo)。具體做法就是先跟通富針對(duì)智能制造的能力做一個(gè)評(píng)估,然后給后者分享智能制造的幾個(gè)實(shí)施方向,這首先會(huì)從智能制造管理方法做起。在智能制造管理方法提完以后,英飛凌會(huì)導(dǎo)入應(yīng)該要支撐的自動(dòng)化。
張永政博士進(jìn)一步指出,在實(shí)際實(shí)施的項(xiàng)目上,制造的績(jī)效通常會(huì)分成幾個(gè):生產(chǎn)力、生產(chǎn)周期、按時(shí)交付和質(zhì)量,英飛凌會(huì)根據(jù)這幾個(gè)項(xiàng)目的績(jī)效管理方法來(lái)做評(píng)估,而這幾個(gè)都是制造的管理方法。因此英飛凌做的并不是去工廠安裝一個(gè)機(jī)器,而是傳授智能制造的管理方法。
“我們是從智能制造方法的評(píng)估、績(jī)效評(píng)估,智能制造方法的引進(jìn),最后做到智能制造的自動(dòng)化”,張永政博士強(qiáng)調(diào)。
具體下來(lái),就是關(guān)注到人(Man)、機(jī)(Machine)、料(Material)、法(Method),也就是智能工廠的“4M法則”。
人,即是指通過(guò)自動(dòng)檢查培訓(xùn)和認(rèn)證,確保合格人員操作機(jī)器并追蹤;機(jī),是指通過(guò)設(shè)備狀態(tài)的自動(dòng)監(jiān)控、工裝夾具的匹配檢驗(yàn)和基于產(chǎn)品的參數(shù)自動(dòng)調(diào)整,確保利用率和柔性;料,是指100%物料使用追蹤和高效利用;法,是指基于工作模式和組織,例如產(chǎn)品的制程程序的自動(dòng)下載和參數(shù)調(diào)整,減少人為失誤。
“人機(jī)料法”四大要素通過(guò)BEAR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器對(duì)話,從而實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)控制。這是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的核心要素,整個(gè)生產(chǎn)制造都是圍繞著它們展開(kāi)的。事實(shí)上,“工業(yè)4.0”的要點(diǎn)之一正是對(duì)操作員、機(jī)器、生產(chǎn)材料和工藝制程這四大要素進(jìn)行資源優(yōu)化和合理利用。
在問(wèn)到為什么會(huì)選擇通富微電作為合作伙伴時(shí)。英飛凌大中華區(qū)總裁蘇華博士表示,有幾方面的原因,主要一點(diǎn)是英飛凌和通富微電合作很久了,德國(guó)公司在選擇中國(guó)合作伙伴的時(shí)候有各種各樣的考量,包括文化、互相之間的信任度等等。
“我們合作的關(guān)系超過(guò)了十年,也積累了良好的合作基礎(chǔ)”,蘇華博士強(qiáng)調(diào)。
通富微電是中國(guó)前三大IC封測(cè)企業(yè),全球前十大半導(dǎo)體制造商有一半以上都是通富微電的客戶。作為中國(guó)半導(dǎo)體制造行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),通過(guò)這次與英飛凌的合作,相信通富微電在制造管理等多個(gè)方面上會(huì)獲得很大的提升。
“英飛凌除了幫助通富微電等中國(guó)企業(yè)實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”目標(biāo),踐行其“與中國(guó)共贏”戰(zhàn)略的第一步外,之后還會(huì)推動(dòng)幫助中國(guó)客戶走向世界、積極參與中國(guó)新興市場(chǎng)的發(fā)展以及積極搭建本土生態(tài)圈等“與中國(guó)共贏”戰(zhàn)略舉措的實(shí)施,為中國(guó)企業(yè)做一些貢獻(xiàn)”,蘇華博士告訴記者。