【摘要】良好的生产管理是企业产品质量的重要保障，尤其是对于资本、技术密集型的半导体企业而言，生产管理的重要性更为凸显。然而，当前国内半导体企业普遍存在产品良率低、生产瓶颈限制、设备故障率高等问题，严重影响了企业的生存和发展。基于此，本文分析了半导体企业生产的常见问题，提出了半导体企业强化生产管理的有效对策，并就半导体企业生产新技术进行展望，旨在促进半导体企业健康持续发展。
【关键词】半导体企业；生产管理；技术展望
现阶段，半导体行业基本处于国外的技术垄断之下，虽然近年来在国家政策的大力扶持下，国内半导体企业顽强生长，取得了不错的发展成就，但距离打破国外技术垄断仍有一段差距。对此，国内半导体企业必须加强生产管理，同时积极开展新技术的研发工作，努力发展自主知识产权，促进本土半导体行业的健康快速发展。
1半导体企业生产的常见问题
1．1产品良率控制方面
作为高新技术行业，半导体行业的良品控制与技术先进性密切相关，但当前半导体生产的核心技术基本被国外企业所把持，而国内半导体企业的良品率一直处于较低水平。特别是在新上设备、制程转换的过程中，产品良率控制更是容易出现大的问题。例如，某半导体公司对2013年度的晶圆报废情况进行了统计，发现个别月份的晶圆报废数量特别多，通过对生产记录的进一步追溯，确定问题主要出现在三个方面:一是新设备安装后调试不当;二是产品制程转换中有个别问题未处理到位;三是设备保养出现疏忽。
1．2生产瓶颈方面
机台生产能力不足是导致企业产能瓶颈的主要原因，同时也是非常辣手的一个问题。在半导体生产中，需要对各机台的生产能力进行统筹协调，做好排产工作，但现实生产中经常受到各方面因素的干扰，使得原有的排产计划被打乱，各机台之前的生产平衡被打破，进而出现个别机台的积压现象。此外，在实际生产过程中，不同设备的保养进度可能并不一致，当个别设备需要临时保养时，就需要其他机台超负荷运作以保证产能稳定，但这样一来就很可能导致产品质量问题的增多。
1．3设备故障方面
设备故障会给企业带来巨大的经济损失，除了故障处理带来的维修费用投入外，故障多发还会导致产品交期滞后，影响企业的对外形象。同时，设备故障会使原来流畅的生产线遭到破坏，并使员工工作量大幅增加，导致员工工作积极性下降，生产管理难度增大。此外，一些关键设备的停滞还会对那些有连续生产需求的元件质量造成巨大影响，考虑到半导体行业的特殊性，这些产品的质量一旦出现问题就只能予以报废。
2半导体企业生产管理的强化
2．1质量管理体系建设
首先，企业要加强质管队伍的管理和建设，要求质管部门及人员严格依据质量监测方案的有关要求开展各项工作，深入总结半导体生产的质量控制要素，并从事前、事中、事后三个方面制定相应的质量监管计划，全面做好日常的质量监督工作。其次，加强硬件设备投入，加快技术改造进程，紧跟国家相关计量技术法规变化，不断提高硬件标准，保证企业具有足够的检测能力。与此同时，紧抓员工教育与管理，增强各级人员的质量控制意识，为企业生产管理奠定人力保障。最后，建立健全管理评审制度，对企业生产管理情况进行实事求是的评价，并提出相应的改进意见，促进企业质量管理体系的不断发展与完善。
2．2加强自主创新
自主创新既是企业自身发展的需要，也是国家战略发展的客观需求。当前我国半导体企业在技术创新方面的主体意识淡薄、资金投入不足、自有知识产权匮乏、产品利润率低下，在国际半导体市场中没有形成自己的核心竞争力。今后，国内半导体企业应加强自主创新研究，努力掌握拥有自主知识产权的核心技术，争取早日摆脱国外知识产权压迫。在这方面，可以借鉴我国知名企业华为的发展经验，华为每年在技术研发上的投入多达几十亿美金，占公司总收入的15%左右，在充足的研发经费支持下，华为每年都要申请大量专利，并且掌握了大量的核心技术，这为华为参与国际竞争提供了有力的技术和专利支撑。
2．3完善设备管理
为保证生产计划的顺利实施，需要企业加强生产设备的动态管理，提前预知并积极应对设备故障。为此，企业要实时获取设备运行的相关数据，包括PCS(统计控制系统)数据、KPP(关键工艺参数)数据、CPP(控制工艺参数)数据等，这些数据通常反映了设备的运行现状，如光刻机的雕刻位置与切口宽度等，通过分析这些数据就能实现对设备运行状态的持续跟踪与监控。一般情况下，上述数据都会自动保存导半导体设备的日志文件中，企业要做好相关日志文件的搜集、整理和分析工作，同时辅以相关设备状态检测理论及方法，对产品生产过程进行实时监控，确保设备始终处于最佳运行状态下。在具体的设备管理方法上，目前较常采用的方法是计划驱动管理模式，即根据设备运行状态及企业排产计划合理设定检修日期，对不同设备的维护保养进行统一协调和规划，保证生产计划顺利执行。除上述基本方法外，还有基于设备利用率的动态管理方法、基于扰动的生产准备管理方法等，在实际生产过程中，企业应灵活运用以上方法，尽可能降低设备因素对企业生产管理的影响。
3半导体企业生产新技术展望
近年来，国际半导体技术工艺不断发展，如何在控制成本的同时稳定缩小芯片尺寸成为半导体行业的竞争焦点。当前，国外半导体企业已经全面实现14nm量产，10nm量产工艺也已推出，虽然实际产能表现并不理想，但也在稳步改进之中，预计近期内即可完善。多年以来，提高光刻分辨率的渠道主要有三种:缩短曝光波长、增大镜头数值孔径NA、减少K1，但随着芯片尺寸的不断缩小，传统光刻技术逐渐达到技术瓶颈，当前采用的193nm光刻技术以及多重曝光技术已不太可能有更大作为，并且在10nm水平已经表现出了良品率低的问题，今后EUV光刻成为支持芯片尺寸继续缩小的重要技术方向。此外，除了缩小尺寸，半导体行业面临的其他关键技术工艺还包括450mm硅片、TSV3D封装、FinFET结构、III－V族作沟道材料等，以上每一项技术的新进展，都将带动半导体行业的进一步发展。
4结语
综上所述，半导体是国家重点扶持的高新技术产业之一，同时也是我国高新技术领域的一大短板。针对当前国内半导体企业生产的常见问题，应从以下方面入手:加强质量管理体系建设、加强自主创新、完善设备管理，在提高企业生产管理水平的同时，掌握更多拥有自主知识产权的核心技术，促进我国半导体行业健康持续发展。
参考文献:
［1］刘光华，戴敏洁．半导体生产的质量管理与质量控制［J］．文摘版:工程技术，2016(04)．
［2］杨立功，于晓权，李晓矿上机电论文红，罗俊康复医学论文．半导体可靠性技术现状与展望［J］．微电子学，2015(03)．
［3］张伟儒，陈建荣．宽禁带半导体AIN晶体发展现状及展望［J］．新材料产业，2015(12)．
作者：薛志亮 单位：浙江正邦电子股份有限公司
