在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，12吋晶圓廠(以下簡稱12吋廠)代表著先進(jìn)的生產(chǎn)工藝與大規(guī)模的生產(chǎn)能力。隨著半導(dǎo)體器件尺寸不斷縮小、集成度持續(xù)提高，12吋廠對(duì)質(zhì)量管理的精度與效率提出了近乎苛刻的要求。QMS質(zhì)量管理系統(tǒng)(以下簡稱QMS)作為保障產(chǎn)品質(zhì)量、提升企業(yè)品牌價(jià)值及產(chǎn)品競爭力的核心工具，其在12吋廠的成功構(gòu)建與應(yīng)用顯得尤為關(guān)鍵。
作為參與過3座12吋廠QMS從0到1落地的“質(zhì)量老兵”，格創(chuàng)東智以此文拆解一套適用于12吋廠的QMS究竟是如何煉成的。
01、戰(zhàn)略規(guī)劃：筑牢QMS基石
在建設(shè)12吋廠之初，應(yīng)先對(duì)QMS進(jìn)行全面規(guī)劃。這涉及：
● 明確質(zhì)量目標(biāo)，如芯片良率、可靠性指標(biāo)等，并將其分解到各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。
● 依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如產(chǎn)品面向汽車電子領(lǐng)域，需要按照 ISO9001、IATF16949、AEC-Q系列等車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，以及客戶特定的質(zhì)量要求，來搭建 QMS框架。
● 考慮工廠的架構(gòu)、人員配置、設(shè)備布局等因素，確保QMS能與工廠整體運(yùn)營體系相融合，為后續(xù)的實(shí)施奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。
02、需求調(diào)研+流程梳理：打通全鏈路質(zhì)量脈絡(luò)
12吋廠的生產(chǎn)流程繁雜且環(huán)環(huán)相扣。從硅片進(jìn)廠檢驗(yàn)、光刻、刻蝕、摻雜等前道工序，到芯片測(cè)試、封裝等后道工序，每個(gè)環(huán)節(jié)都有其獨(dú)特的質(zhì)量控制要點(diǎn)。在需求調(diào)研階段，需深入各生產(chǎn)環(huán)節(jié)，與一線操作人員、工藝工程師、質(zhì)量管理人員充分溝通。通過細(xì)致梳理各流程，明確輸入、輸出標(biāo)準(zhǔn)，以及關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)，為每個(gè)工序制定詳細(xì)、可操作的質(zhì)量規(guī)范和作業(yè)指導(dǎo)書。
例如，在光刻環(huán)節(jié)，嚴(yán)格規(guī)定光刻膠涂抹厚度、曝光劑量、顯影時(shí)間等參數(shù)范圍，以及相應(yīng)的檢測(cè)方法和頻次，確保每一批次產(chǎn)品在該工序的質(zhì)量都能得到精準(zhǔn)把控，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量在生產(chǎn)全流程的順暢流通。
03、模塊化部署：分階段實(shí)現(xiàn)管控落地
根據(jù)12吋廠的質(zhì)量目標(biāo)、需求痛點(diǎn)，選定QMS功能模塊。格創(chuàng)東智QMS覆蓋從采購(供應(yīng)商質(zhì)量、供方COA)、來料(IQC)、制程(OQA, 不合格品處理/MRB/OCAP等)、售后反饋及8D改進(jìn)、變更管理(ECRB)、體系審核(內(nèi)審/外審/管審)、量檢具及MSA的全生命周期質(zhì)量管理。
同時(shí)，為配合12吋廠的生產(chǎn)計(jì)劃，可分階段上線QMS功能模塊。下圖舉例說明。
04、系統(tǒng)集成：構(gòu)建智能質(zhì)量數(shù)據(jù)中樞
隨著半導(dǎo)體制造自動(dòng)化、智能化程度的提升，12吋廠普遍引入先進(jìn)的信息系統(tǒng)，如 MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、EAP(設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng))、SPC(統(tǒng)計(jì)過程控制)、ERP(企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng))等。QMS要發(fā)揮最大效能，必須與這些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫集成，打破信息孤島，構(gòu)建智能質(zhì)量數(shù)據(jù)中樞。
在系統(tǒng)集成過程中，首先確定各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互接口規(guī)范與數(shù)據(jù)格式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向流動(dòng)與共享。例如，在原材料采購環(huán)節(jié)，ERP/WMS系統(tǒng)將供應(yīng)商信息、采購訂單數(shù)據(jù)傳輸至QMS，QMS對(duì)來料檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與分析，并將檢驗(yàn)結(jié)果反饋至ERP/WMS，以便對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)估與管理。在生產(chǎn)過程中，QMS從MES獲取生產(chǎn)進(jìn)度信息，同時(shí)將各工序的質(zhì)量數(shù)據(jù)提供給MES，用于生產(chǎn)調(diào)度與質(zhì)量追溯。設(shè)備管理方面，EAP將設(shè)備臺(tái)賬、維護(hù)計(jì)劃等數(shù)據(jù)同步至QMS，QMS根據(jù)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與質(zhì)量關(guān)聯(lián)分析結(jié)果，為EAP提供設(shè)備維護(hù)優(yōu)化建議。通過這種全方位的系統(tǒng)集成與數(shù)據(jù)打通，使得12吋廠各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)緊密協(xié)作，基于統(tǒng)一、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，提升整體運(yùn)營效率與質(zhì)量管控水平。
05、驗(yàn)證優(yōu)化：全場景可靠性測(cè)試
在進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證機(jī)優(yōu)化階段，需要按步驟完成全場景可靠性測(cè)試。
首先，進(jìn)行功能測(cè)試，模擬12吋廠各種實(shí)際業(yè)務(wù)場景，對(duì)QMS各功能模塊進(jìn)行逐一測(cè)試，確保其功能滿足設(shè)計(jì)要求。例如，在SPC模塊測(cè)試中，輸入模擬的工序質(zhì)量數(shù)據(jù)，檢查控制圖繪制、異常報(bào)警等功能是否正常。
然后，進(jìn)行性能測(cè)試，針對(duì)12吋廠大規(guī)模數(shù)據(jù)處理與高并發(fā)訪問需求，采用專業(yè)測(cè)試工具模擬大批量數(shù)據(jù)編輯、查詢等操作場景，測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效率等性能指標(biāo)。如在高峰時(shí)段，測(cè)試QMS能否在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)接收、存儲(chǔ)與處理，且不出現(xiàn)系統(tǒng)卡頓或崩潰現(xiàn)象。
在測(cè)試過程中，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。例如，若在性能測(cè)試中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時(shí)間過長，通過優(yōu)化數(shù)據(jù)庫索引、調(diào)整數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、采用緩存技術(shù)等手段進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)過多輪驗(yàn)證測(cè)試與優(yōu)化調(diào)整，確保QMS在功能完整性、性能可靠性等方面滿足12吋廠復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境的要求。
06、人員賦能：激活QMS運(yùn)行細(xì)胞
12吋廠的QMS，煉的不光是系統(tǒng)，還是企業(yè)的“質(zhì)量基因”。再完善的QMS也離不開人的執(zhí)行與維護(hù)。QMS若要在12吋廠發(fā)揮作用，人員培訓(xùn)與推廣應(yīng)用至關(guān)重要。
12吋廠需對(duì)員工進(jìn)行全面的質(zhì)量意識(shí)培訓(xùn)，讓每一位員工深刻理解質(zhì)量的重要性，以及自身在質(zhì)量管控中的職責(zé)。同時(shí)，針對(duì)不同崗位人員，制定個(gè)性化培訓(xùn)方案，使每一位員工都成為QMS有效運(yùn)行的活躍細(xì)胞，為質(zhì)量目標(biāo)的達(dá)成貢獻(xiàn)自己的力量。
07、持續(xù)改進(jìn)：打磨QMS精品，動(dòng)態(tài)迎接挑戰(zhàn)
半導(dǎo)體技術(shù)不斷迭代，市場需求日益多樣化，12吋廠所面臨的質(zhì)量挑戰(zhàn)也在動(dòng)態(tài)變化。因此，持續(xù)改進(jìn)是QMS的常態(tài)。通過對(duì)客戶反饋、市場投訴、內(nèi)部審核等多渠道收集的質(zhì)量信息進(jìn)行分析，識(shí)別質(zhì)量短板和改進(jìn)機(jī)會(huì)。
例如，若客戶反饋芯片在某一特定工況下性能不穩(wěn)定，廠方組織跨部門團(tuán)隊(duì)深入調(diào)查，從設(shè)計(jì)、原材料、生產(chǎn)工藝等多方面查找根源，采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，并在QMS中更新和完善相關(guān)流程、標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證改進(jìn)效果，形成閉環(huán)管理，不斷提升QMS的適宜性和有效性，將12吋廠的QMS打磨成應(yīng)對(duì)各種質(zhì)量挑戰(zhàn)的精品體系，助力工廠在激烈的市場競爭中脫穎而出，持續(xù)穩(wěn)定地為客戶提供高品質(zhì)的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)品。
總的來說，構(gòu)建一套適用于12吋廠的QMS是一個(gè)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，需要從戰(zhàn)略規(guī)劃、需求調(diào)研、功能部署、集成實(shí)施、驗(yàn)證優(yōu)化、人員賦能、持續(xù)改進(jìn)等多個(gè)環(huán)節(jié)精心打磨。只有這樣，才能打造出一套貼合12吋廠生產(chǎn)實(shí)際、滿足質(zhì)量管理需求的高效QMS，助力半導(dǎo)體企業(yè)在激烈的市場競爭中實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。
（來源：格創(chuàng)東智Getech）
