半导体企业智能制造解决方案

1、半导体企业智能制造解决方案Agenda:对半导体产业的理解半导体产业智能制造趋势和需求分析帮助半导体制造实现智能制造半导体行业智能制造实践经验分享全球产业格局大调整，半导体是未来互联网和物联网发展的根基半导体产业集成电路集成电路业设计制造封装测试材料分立器件半导体LED外延片芯片封装应用光伏半导体产业两次转移，中国迎“产业转移”窗口期1950198019902000至今1970美国时代日本时代韩国时代中国崛起20世纪50年代起源于美 国硅谷，美国一度把控 全球半导体全部产值；20世纪70年代末向日本产业转移。工作站、存储器、微处理 器迅速发展，日本取代 美国地位；20世纪80年代末向韩国、台湾

2、产业转移。第一次转移： 美国-日本进入PC时代，韩国引进技术；21世纪起，向中国产业转移。第二次转移：日本、欧洲-韩国、中国台湾中国借助移动互 联等大量电子产 品迅速崛起，半 导体消费量世界 第一。第三次转移：韩国、中国台湾-中国大陆中国大陆半导体产业将由目前的封测主导的全球分工格局逐步向 IC设计、晶圆制造快速崛起以及材料和设备逐步突破的方向全面发展半导体产业五大核心环节：材料、设备、 IC 设计、晶圆制造和封测，凭借产业集群配套研发优势和晶 圆制造领域的资金优势，大陆半导体产业将由目前的封测主导的全球分工格局逐步向 IC设计、晶圆 制造快速崛起以及材料和设备逐步突破的方向全面发展。【上游】

3、设备和材料，重客户资源；IC设计，高壁垒、重研发（重无形资产）。【中游】晶圆制造，重资金、重技术。【下游】封测，较中庸，处高壁垒和重资产的后端环节，重客户（IDM与Fabless + Foundry）。并形成从封测主导到设计、制造主导转变的国内模式Agenda:对半导体产业的理解半导体产业智能制造趋势和需求分析帮助半导体制造实现智能制造半导体行业智能制造实践经验分享未来中国大陆参与半导体产业的国际分工将沿着微笑曲线底部向两端发 展：由封测主导向 IC 设计、 Foundry 以及材料、设备全面发展技术产业化IC关键领域技术受制于国外，国 产技术薄弱。国外厂商对技术封 锁严密，技术引进难度大由于

4、芯片的特殊性，实现“中国 芯”的进口替代已经成为国家明 确的发展战略国际化威胁高端芯片的设计、制造、供应长 期被欧美企业垄断由于芯片在航天、军工等国防领 域、高科技行业的重要性，被国 外政府、企业严密限制近期事件，如中兴事件产品竞争力国内行业多集中在IC设计阶段， 芯片重要器件供应、制造由国外 工厂代工国内工厂多进行低端芯片产品的 设计制造，产品性能、质量与国 外相比差距比较大。市场化需求中国市场需求占全球50%（特殊 芯片，占70-80%）。进口超过原油，属于第一大宗进口产品，话语权被国外产商掌握。高端、复杂的芯片长期依赖进口， 市场基本被国外厂商控制芯片制造属于人才、技术、资金密集型行业，

5、技术门槛高，产出周期长，长期被欧美公司垄断，属于风险极高的行业 。需求量占全球50%（某些达到70-80%），属于第一大宗进口产品，产品长期依赖进口，自给内力8%左右。鉴于国际大环境和国内产业现状，“芯片国产化”作为国家战略重点突破方向，为国内芯片企业提供了技术突破、产业升级的的发展风口。国际竞争硅初步纯化多晶硅制造硅晶圆制造硅晶圆制造规格设计逻辑设计电路布局模拟检测光罩制作芯片 设计薄膜光阻显影蚀刻光阻去除芯片 制造封装切割黏贴焊接模封芯片 封测其中，由于半导体领域先天复杂的制作工艺，成品率及生产成本控制面临挑战，亟需相关企业优化工艺流程及提升生产效率芯片复杂度提升使得成品率下降投资规模及生

6、产成本高使回报率降低行业 量产 面临 核心 挑战对企业 的要求 优化制程，降低复杂度带来的不良率 提升生产效率，克服高投资下的低回报率从半导体行业标杆企业数字化转型思路看，半导体企业智能制造将 重点围绕产品数字化、制造智能化和绿色制造进行开展提高能源利用效率，实现半导体制造“绿色环保”将从企业层、工厂管理层、控制 层和设备层构建智能制造及工业 自动化平台提升竞争优势数字化产品全生命周期（以芯片 制造为核心，涵盖芯片设计、制 造、封装测试、设备和材料等产 业链）满足打造自主品牌IDM的 需要全价值链端到端生命周期管理产品 数字化制造 智能化绿色制造数字化智能制造绿色制造从IC 价值链的角度出发，

7、支撑半导体业智能制造升级所需的数字化工厂解决方案分为数字化研发、数字化制造与数字化营销三部分客户“As sold” part number (customer PN or our external OPN)数字化营销CustomerCustomerIC Design客户需求IC设计Customer ProductRequestDefinitionRequirements Design SpecAnalog DesignDigital DesignCircuit DesignDesign Integration数字化研发Wafer Fab晶圆制造Wafer Start- Fab OutWafer

8、 ProbeAssembly&Test晶圆测试封装测试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智能数字化制造SMT组装Final SKU assigned, may “down bin” to bala

9、nce supply and demandAgenda:对半导体产业的理解半导体产业智能制造趋势和需求分析帮助半导体制造实现智能制造半导体行业智能制造实践经验分享 Siemens AG 2018半导体行业提供完整的数字化工厂解决方案，解决方案架构包括数字化研发、数字化制造、EAP及工业大数据同时，数字化工厂解决方案和全球半导体业智能制造最佳实践将帮助半导体企业打造8大核心智能制造能力数字化 研发八大能力具体描述1. PLM2. R&D Trailblazer运用PLM解决方案来驱动企业价值链的纵向及横向集成R&D的设计过程中，通过对工厂所有的设备、在制品的状态，都有全面的了解 及分析及模拟，对

10、潜在有问题的步骤进行预判，减少等待及维护步骤的发生频 率来缩短产品研发时间CIM数字化 制造3. Ecosystem Modeling Simulation通过在系统里进行虚拟建模来优化工厂布局5. Forward-look Process Management System4. Decision Tree6. Yield Management对工厂所有运营及成本数据进行跟踪及分析，找出节约成本的机会，提升工厂运营效率对Wafer的每个生产步骤及工业流程进行全方位跟踪，通过预防式维护及DecisionTree等方法去主动发现潜在的风险，规避问题的发生通过自我完善体系，对生产流程及不同可选方案进

11、行分析及学习，不断完善自我判 断能力，是系统在某个生产环节发生故障时能给出相应的备用方案通过打造一个以大数据及云计算为架构的智能制造生态体系来实现企业在其价值链上端到端的集成及协同7. Big Data Based Architecture DesignEAP设备自 动化8. Equipment Automation ProgramEAP作为设备的底层接口负责生产设备之间的连接以及设备中各数据包括生产数据的运行通过设备自动化 (EAP) 提升生产效率Agenda:对半导体产业的理解半导体产业智能制造趋势和需求分析帮助半导体制造实现智能制造半导体行业智能制造实践经验分享 s AG 2018201

12、8-05-31Siemens PL以EAP自动化为基础，将业界先进技术与半导体制造业务相结 合，形成半导体企业智能制造及工业互联网数字化转型整体解决方案， 全面赋能半导体企业转型升级将业界最先进的技术与我国工业发展实际结合，形成最适合半导体企业数字化转型整体解决方案，推动国内半导体企业实现智能制造战略数字化顶层设计项目 实施 落地 保障半导体业数字化转型PLM数字化研发管理MOM APS/MES/ QMS/EMI数字化制造管理TIA forEAP全集成自 动化项目研发作为龙头研发项目管理协同交付管理BOIIP管理工艺过程管理计划排产作为大脑生产执行作为神经建模+艺+追溯+齐套+物料+质量+预警

13、+设备+人员+透明化+ 集团化管理以KPI为导向全面质量管理数据挖掘与分析数采作为血液联网、改造、数采、监控以数据为中心虚拟EAP提升效率、降低浪费、增 加产能半导体单晶硅MES实践案例分享数字化诊断-顶层设计-数字化工厂实施现状评估和目标确定现状评估目标确定解决方案和实施 策略总体设计业 务 场 景 分 析项目实施规划项目组合投资回报分析差 距 分 析解决方案架构实施策略和要素现状如何？实施数字化工 厂的愿景是什么？哪些应用可以缩小现状和愿景 之间的差距，并产生最大价值？这些应用应该如何实施？ 可以产生怎样的投资回报？项 目 规 划项 目 前 期 准 备123某半导体材料公司MES项目建设过

14、程项目实施项目实施项目运维4项目实施管理案例一半导体单晶硅MES实践案例分享以西门子Camstar为平台管理单晶工序、切磨工序、抛光工序完整生产过程将多晶硅熔解在石英 炉中，然后依靠一根 石英棒慢慢的拉出纯 净的单晶硅棒硅棒的拉伸用金刚石刀把单晶硅 棒切成一定的厚度形 成WAFER切割单晶硅棒WAFER 的表面被抛光成镜面抛光WAFERWAFER 放在900度1100 度的氧 化炉中，并通入纯净 的氧气，在WAFER 表面形成氧化硅氧化WAFER 表面大规模集成电路硅基智能制造新模式半导体单晶硅MES实践案例分享以西门子Camstar为平台管理单晶工序、切磨工序、抛光工序完整生产过程将多晶硅熔

15、解在石英 炉中，然后依靠一根 石英棒慢慢的拉出纯 净的单晶硅棒硅棒的拉伸备料单晶拉制评估切断样块腐蚀退火物测 滚磨生产数据实时采集设备数据实时采集质量数据实时采集设备状态数据实时 采集防呆防错实时管控单晶工序采集原材料多晶硅批次条码信息单晶拉制工序采集掺杂批次信息记录切断、腐蚀、退火等工序设备系统参 数支持自动采集，并按标准工艺参数 进行对比，实现自动预警、报警等对滚磨工序在制品进行采样镜像测试并对检测结果采集分析支持上下工序间的防呆、防错MES实现半导体单晶硅MES实践案例分享以西门子Camstar为平台管理单晶工序、切磨工序、抛光工序完整生产过程粘棒切片脱胶清洗X光定向倒角激光标记厚度分类

16、磨片清洗生产数据实时采集设备数据实时采集质量数据实时采集设备状态数据实时 采集防呆防错实时管控粘棒工序需采集、数据并进行并包括标准值分析切片采集设备信息，抽检过程信息倒角清洗与轮廓仪检测信息根据激光标记进行流程自动流转酸、碱、二氧化硅等原辅料及载具信息采集对切磨、背封工序进行二氧化硅膜采样并对检测结果采集分析支持各工序间防呆防错MES实现用金刚石刀把单晶硅 棒切成一定的厚度形 成WAFER切磨单晶硅棒腐蚀热处理SBD清洗切磨检测背封片检测分类腐蚀检测半导体单晶硅MES实践案例分享以西门子Camstar为平台管理单晶工序、切磨工序、抛光工序完整生产过程载体盘清洗装配粗抛精抛卸片去蜡清洗抛光后清洗

17、电阻率/平整度检测生产数据实时采集设备数据实时采集质量数据实时采集设备状态数据实时采集防呆防错实时管控颗粒检测采用抽检方式检验，并根据工艺标准进行采集工艺数据。包装支持自定义包装条码，工序完成自动根据条码模板打印成品条码。成品检验合格能够生成成品合格证，能够触发与WCS集成，成品才可以发货。支持返工、返修、反洗、反检、余料进行生产过程追踪，并可追溯。MES实现最终清洗表面检测颗粒检测包装分类WAFER 的表面被抛 光成镜面抛光WAFER打造“自主可控+工业互联+智能制造”的芯片材料制造数字化工厂智能排程智能物流智能协同智能识别标签读写自动物流标签读写生产任务标签读写单晶工序切磨工序研发、工艺、

18、流程、技术重构与提升专家知识库智能控制抛光工序智能生产智能分析物料配送LED芯片MES实践案例分享西门子Camstar在LED芯片领域的应用案例二LED的产业链分为四段：LED外延片、LED芯片制造、LED器件封装和产品应用，上游磊晶/EPI，中游 CHIP/晶 粒切割，下游 Package/封装，每一段的制程相对独立并 各成体系，针对MES都有各自的管控要点与实施特点：磊晶制程的主要需求空白芯片来料管理电性值资料收集快测/验证片生产流 程管理判等入库作业设备连机采集与控制晶粒段制程的主要需求挑磊芯片下单作业管控全测、分选、CCD、AOI 重点制程生产管控支持抽测生产作业流程判等入库作业出货挑货作业管理设备连机采集与控制封装段制程的主要需求调胶参数控管作业提供分 Bin 的作业功能设备连机采集与控制支持磊芯片的快测验证流程、电性值数据收集、可以采用条码化来实现生产 过程的控制，采用批次作业模式、支持拆批分批作业、支持晶粒级别判等的 可追溯性、甚至是各批良率的相关性分析等，提