格创东智详解12吋厂QMS需求调研与全流程质量管控

在半导体制造领域,12吋晶圆厂(以下简称12吋厂)代表着先进的生产工艺与大规模的生产能力。随着半导体器件尺寸不断缩小、集成度持续提高,12吋厂对质量管理的精度与效率提出了近乎苛刻的要求。QMS质量管理系统(以下简称QMS)作为保障产品质量、提升企业品牌价值及产品竞争力的核心工具,其在12吋厂的成功构建与应用显得尤为关键。

作为参与过3座12吋厂QMS从0到1落地的“质量老兵”,格创东智以此文拆解一套适用于12吋厂的QMS究竟是如何炼成的。

01战略规划:筑牢QMS基石

在建设12吋厂之初,应先对QMS进行全面规划。这涉及:

明确质量目标,如芯片良率、可靠性指标等,并将其分解到各个生产环节。

依据行业标准,如产品面向汽车电子领域,需要按照 ISO9001、IATF16949、AEC-Q系列等车规标准,以及客户特定的质量要求,来搭建QMS框架。

考虑工厂的架构、人员配置、设备布局等因素,确保QMS能与工厂整体运营体系相融合,为后续的实施奠定扎实基础。

02需求调研+流程梳理:打通全链路质量脉络

12吋厂的生产流程繁杂且环环相扣。从硅片进厂检验、光刻、刻蚀、掺杂等前道工序,到芯片测试、封装等后道工序,每个环节都有其独特的质量控制要点。在需求调研阶段,需深入各生产环节,与一线操作人员、工艺工程师、质量管理人员充分沟通。通过细致梳理各流程,明确输入、输出标准,以及关键质量控制点,为每个工序制定详细、可操作的质量规范和作业指导书。

例如,在光刻环节,严格规定光刻胶涂抹厚度、曝光剂量、显影时间等参数范围,以及相应的检测方法和频次,确保每一批次产品在该工序的质量都能得到精准把控,实现质量在生产全流程的顺畅流通。

格创东智详解12吋厂QMS需求调研与全流程质量管控

03模块化部署:分阶段实现管控落地

根据12吋厂的质量目标、需求痛点,选定QMS功能模块。格创东智QMS覆盖从采购(供应商质量、供方COA)、来料(IQC)、制程(OQA,不合格品处理/MRB/OCAP等)、售后反馈及8D改进、变更管理(ECRB)、体系审核(内审/外审/管审)、量检具及MSA的全生命周期质量管理。

格创东智详解12吋厂QMS需求调研与全流程质量管控

同时,为配合12吋厂的生产计划,可分阶段上线QMS功能模块。下图举例说明。

格创东智详解12吋厂QMS需求调研与全流程质量管控

04系统集成:构建智能质量数据中枢

随着半导体制造自动化、智能化程度的提升,12吋厂普遍引入先进的信息系统,如MES(制造执行系统)、EAP(设备自动化系统)、SPC(统计过程控制)、ERP(企业资源计划系统)等。QMS要发挥最大效能,必须与这些系统实现无缝集成,打破信息孤岛,构建智能质量数据中枢。

在系统集成过程中,首先确定各系统间的数据交互接口规范与数据格式,实现数据的双向流动与共享。例如,在原材料采购环节,ERP/WMS系统将供应商信息、采购订单数据传输至QMS,QMS对来料检验数据进行记录与分析,并将检验结果反馈至ERP/WMS,以便对供应商进行评估与管理。在生产过程中,QMS从MES获取生产进度信息,同时将各工序的质量数据提供给MES,用于生产调度与质量追溯。设备管理方面,EAP将设备台账、维护计划等数据同步至QMS,QMS根据设备运行数据与质量关联分析结果,为EAP提供设备维护优化建议。通过这种全方位的系统集成与数据打通,使得12吋厂各业务环节紧密协作,基于统一、准确的数据进行决策,提升整体运营效率与质量管控水平。

05验证优化:全场景可靠性测试

在进行系统验证机优化阶段,需要按步骤完成全场景可靠性测试。

首先,进行功能测试,模拟12吋厂各种实际业务场景,对QMS各功能模块进行逐一测试,确保其功能满足设计要求。例如,在SPC模块测试中,输入模拟的工序质量数据,检查控制图绘制、异常报警等功能是否正常。

然后,进行性能测试,针对12吋厂大规模数据处理与高并发访问需求,采用专业测试工具模拟大批量数据编辑、查询等操作场景,测试系统的响应时间、吞吐量、数据存储效率等性能指标。如在高峰时段,测试QMS能否在规定时间内完成数据接收、存储与处理,且不出现系统卡顿或崩溃现象。

在测试过程中,对发现的问题及时进行优化调整。例如,若在性能测试中发现数据查询响应时间过长,通过优化数据库索引、调整数据存储结构、采用缓存技术等手段进行改进。经过多轮验证测试与优化调整,确保QMS在功能完整性、性能可靠性等方面满足12吋厂复杂生产环境的要求。

06人员赋能:激活QMS运行细胞

12吋厂的QMS,炼的不光是系统,还是企业的“质量基因”。再完善的QMS也离不开人的执行与维护。QMS若要在12吋厂发挥作用,人员培训与推广应用至关重要。

12吋厂需对员工进行全面的质量意识培训,让每一位员工深刻理解质量的重要性,以及自身在质量管控中的职责。同时,针对不同岗位人员,制定个性化培训方案,使每一位员工都成为QMS有效运行的活跃细胞,为质量目标的达成贡献自己的力量。

格创东智详解12吋厂QMS需求调研与全流程质量管控

07 持续改进:打磨QMS精品,动态迎接挑战

半导体技术不断迭代,市场需求日益多样化,12吋厂所面临的质量挑战也在动态变化。因此,持续改进是QMS的常态。通过对客户反馈、市场投诉、内部审核等多渠道收集的质量信息进行分析,识别质量短板和改进机会。

例如,若客户反馈芯片在某一特定工况下性能不稳定,厂方组织跨部门团队深入调查,从设计、原材料、生产工艺等多方面查找根源,采取相应的改进措施,并在QMS中更新和完善相关流程、标准,验证改进效果,形成闭环管理,不断提升QMS的适宜性和有效性,将12吋厂的QMS打磨成应对各种质量挑战的精品体系,助力工厂在激烈的市场竞争中脱颖而出,持续稳定地为客户提供高品质的半导体芯片产品。

总的来说,构建一套适用于12吋厂的QMS是一个复杂而系统的工程,需要从战略规划、需求调研、功能部署、集成实施、验证优化、人员赋能、持续改进等多个环节精心打磨。只有这样,才能打造出一套贴合12吋厂生产实际、满足质量管理需求的高效QMS,助力半导体企业在激烈的市场竞争中实现高质量、可持续发展。

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