质量管理在半导体产业竞争中的主导地位

质量管理在半导体产业竞争中的主导地位

李鑫

南京电子器件研究所，江苏 南京 210000

摘要：半导体制造项目属于订单生产MTO(Make to Order)的方式，即客户选择产品的品种，下达订单，制造企业在接收客户的订单以后，安排生产。订单制造方式的产品主导设计、工艺流程、生产设备具有固定的主体，针对顾客的不同需求作适应性调整。需求变化越大，项目程度越强。订单制造MTO是重复性过程与一次性过程的混合，在首次实现产品订单时可以采用项目管理的方法，后续的重复性订单制造则可以采用职能管理的方式。基于此，本文主要对质量管理在半导体产业竞争中的主导地位进行分析探讨。

关键词：质量管理；半导体产业竞争；主导地位

1 前言

半导体制造业是当今世界上最复杂的制造系统之一。半导体制造业由于生产设备多、生产周期短、质量要求高，与传统的生产方式有很大的不同。半导体制造业是投资最大、生产流程最复杂、生产流程优化最困难的制造业之一。这也使得半导体制造业成为高投资、高收入、高风险、竞争激烈的行业之一。近年来，半导体的质量控制与优化已成为学术界和工程界的热门话题，具有深刻的理论意义和广泛的应用前景。

2 半导体产业竞争分析

随着经济全球化的深入，企业之间的竞争越来越激烈。越来越多的企业认识到，先进的质量控制管理是产品生命力的保证，是企业谋求发展的基础。对于一个企业来说，要想有一个好的市场份额，最重要的是要有一个好的市场份额。提高市场竞争力是质量管理和改进战略。利用相关的质量管理理论和方法来提高企业生产过程的质量控制，在半导体行业竞争十分激烈。事实上，整个行业都是一场金钱、时间、质量的竞争，主要包括以下几个方面:

2.1 资金投入量大

半导体产业是技术密集型产业，对生产设备的投资成本较高。整个生产过程的设备主要包括:生产设备、运输设备、测量设备、辅助设备、等生产设备的价格往往是几百万美元,有些人甚至高达数千万美元,可与市场上最先进的空客A380飞机。同时，设备的折旧和维修费用也是一项主要支出。因此，半导体企业要想在竞争中取得优势，就必须要尽快获得产出，返还投资资金，减少营运资金不足带来的压力。

2.2 生产周期长

晶圆从输入到输出一般需要1.5个月的时间。在整个生产过程中，如果产品被返工或报废，将会对整个生产计划产生很大的影响，甚至直接影响到合同的交货期。尤其对于晶圆代工来说，所有晶圆产品都是根据销售订单生产，然后根据客户的订单进行加工。如果产品在工厂附近报废，那么重新安排产品的生产将花费两倍的时间。考虑到产品的生命周期，客户经常会取消订单。因此，如何缩短生产周期，即使在生产线上出现任何情况，也能及时改变生产计划，从而保持产品的正常产出率，是所有半导体企业最具挑战性的指标。

2.3 生产工艺复杂

半导体行业被认为是生产过程中最复杂的行业之一。产品的整个过程要经过30多个过程步骤，每一个过程步骤还包括一部分测量步骤和出厂前的最终测试步骤。各个工艺步骤的工艺要求不相同，导致了半导体生产过程的工艺复杂性。各大企业也将工艺规划与改进作为研发的研究目标;但质量要求在过程改进中仍处于首要地位。

2.4 产品质量要求高

半导体产品的成品率常常作为衡量质量控制水平的标准，而产品质量是综合考虑的结果。例如，产品在生产线上停留的时间越长，晶圆被空气自然氧化或空气中的粉尘颗粒对晶圆产品质量的威胁就越严重。这也对产品的生产周期和过程控制提出了很高的要求。完善的品质控制，产出更多优质产品，加速资金回笼。

产品质量管理在半导体行业竞争中常常被视为首要问题。但是，质量和成本是负相关的，也就是说，高成本才能得到高质量。在现代生产理念中，每一道工序都纳入了质量控制的理念，使提高质量和降低成本变得一致。

3 军工半导体分析

电子信息技术正以3-4年的速度快速发展，并孕育了许多新技术，如纳米信息技术、生物信息技术、量子技术等。它的发展对军事装备发展和军事信息化建设有着重要影响。

由于商业、工业、军事和航天芯片的应用场景不同，各种芯片之间会有很大的差异。例如，在工作温度方面，商用级CPU的工作温度在0℃到70℃之间。军用级CPU的工作温度为-55℃～125℃。

再比如，在制造技术方面，目前最先进的手机芯片已经开始采用10nm的制造工艺。然而，即使在半导体技术在世界上处于领先地位的美国，许多军用芯片仍然使用65nm制程，在许多电子发烧友看来，这一制程非常陈旧。其中一个原因是相对先进的制造工艺会导致芯片的电磁干扰容忍度较差。

因此，中国大量进口民用芯片，并不意味着军工核心芯片不能自给自足。此外,正是由于军事芯片性能要求低的特点,这使得国内自行设计CPU、GPU和其他芯片在民用市场上缺乏竞争力,但在转换之后,它不仅可以促进武器装备的信息化,也确保芯片的安全性和可控性的军事市场。

4 质量管理的应用

在质量管理理论的研究和发展过程中，质量管理是制定和实施质量标准和质量方法的综合体系。他把质量管理的三个一般过程，即质量策划、质量控制和质量改进，称为质量管理的三部曲。

4.1 质量计划

质量计划主要致力于建立质量目标，提供必要的操作过程和相关资源，以实现质量目标。例如，半导体企业往往把产品的产量作为质量控制的目标，往往在建厂时就设定了质量控制目标。产品的产出率越高，企业在生产过程中的质量控制越好，交付率和客户满意度就越高，也是衡量一个半导体企业真正实力的主要指标之一。

4.2 质量控制

质量控制是制定质量要求标准，判断产品质量检测结果是否符合要求，对出现质量问题的产品采取措施加以补救，防止再次发生的过程。质量控制不仅是对最终产品的检验，而且是对生产过程的质量控制。例如,对于质量、生产设备、工艺方法和检验方法的特定的生产过程,标准操作指南(SOP),应该使用在生产过程中可以指定,和关键步骤的质量波动可以受到控制图监控,如SPC应用管理系统,实时在线监测和管理的主要流程步骤使用统计过程控制管理的概念。

4.3 质量改进

质量改进主要是提高满足产品质量要求的能力。作为质量管理的一部分，质量改进。为了确保改进的有效性,企业应注意识别项目的质量要求和流程需要改进,考虑所需的过程改进,并使用正确的统计技术,以提高企业的组织能力,和系统和生产过程,以达到和满足需求。由于许多半导体企业已经提出了全面质量管理(TQM)的应用，它要求质量为中心，全体员工参与为基础。我们的宗旨是让客户满意，让企业和社会的所有成员受益，从而取得长期的成功。它不仅包括和超越了一般意义上的产品质量管理，而且将质量管理的范围扩展到产品性能、企业管理以及社会生活的许多方面。

质量管理三部曲既有自身的任务和目标，又相互联系。特别是在半导体行业，以质量计划为基础，在企业成立之初制定质量要求计划，在生产过程中进行质量控制，并持续进行质量改进。作为实现质量目标的成功框架，还需要积极的领导和环境，以及对质量作为基础的有力支持，使质量管理在半导体行业的竞争中发挥主导作用。

5 结语

半导体行业的竞争是越来越激烈,这也要求企业增加设备投资和过程改进,努力降低原材料的成本制造,但是也必须提高质量管理水平,并将质量管理在企业竞争的主要位置。半导体制造商只有在全球竞争中，特别是在全球供应链中确立自己的主导地位，才能融入全球供应链。

参考文献：

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[2]周娅,黄绍林,项目质量管理与一般质量管理的比较研究[J].经营管理,2009.1

[3]贾纯峰，质量管理体系评价的方法研究[J].世界标准化与质量管理,2008.11