论文总字数：20281字

摘 要

在半导体行业里进行产能规划时，必须要知道每台设备的产能，其中涉及很多计算以及规划方法，比如全局设备效率的计算等等，在论文中会详述。半导体行业的车间布局也是企业规划中十分重要的一块。因为设备昂贵，移机不便，所以在布局时需要注意很多方面，包括动线分析，合理性分析等等，在布局时必须从全局考虑，减少以后需要移机的可能性。

本文在产能规划时主要用了excel表格来进行批量计算，求出产能规划结果。在布局设计时，从动线分析以及合理性分析两个方面，对初始布局进行调整优化。在布局时，发现了一些产能规划存在的问题，比如某些设备数量不合理，发现在产能中的问题，并修正，最后得出最优化的布局方案。

关键词：产能规划 布局设计 产能计算 布局优化 Bumping fab capacity management and layout design

Abstract

In the semiconductor industry conduct capacity planning , we must know the capacity of each device , which involves a lot of calculations and planning methods, such as the calculation of the overall equipment efficiency and so on , which will be described in detail in the paper . In semiconductor industry business planning, layout is also a very important part. Because the equipment is expensive , transfer machines will be inconvenient, so the layout should be noted that in many ways , including moving line analysis , rational analysis, etc. , layout must be considered from a global , reduce possibility of moving machine in the future.

In this paper, capacity planning is mainly used the excel to calculate quantities , seeking production planning result . In the layout design, the line analysis and rational analysis are two aspects of the initial layout adjustment optimization. We will found some capacity planning problems such as unreasonable certain number of devices found in the capacity problem , and correct it, finally we can get the best result.

Keywords : capacity planning layout productivity calculation layout optimization目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题研究的背景 1

1.2课题研究的目的 2

1.3产能规划的概念及意义 2

1.4布局规划的概念及意义 3

1.5半导体制造流程简介 3

第二章 半导体中段工厂产能规划 7

2.1 产能的元素 7

2.2 产能的计算方式及公式 7

2.3 产能规划的模型建立 10

2.4产能问题的求解 15

第三章 半导体中段工厂布局设计 16

3.1 布局设计的目标 16

3.2 布局设计的原则 16

3.3 车间布局初步设计 17

3.4 车间布局动线分析 21

3.5 车间布局合理性分析 23

3.6 车间布局优化设计 24

第四章 总结与展望 26

4.1 总结 26

4.2 展望 27

参考文献 29

致谢 31

绪论

1.1课题研究的背景

随着半导体工艺的制程不断进步，目前全球的半导体制造行业呈现出了越来越集中的趋势。高度的资金密集以及技术密集，让有能力加入半导体行业的竞争企业越来越少，经营主体更趋于集中。比如28nm产品的研发费用预计要9 到12亿美元，14nm产品所需的研发经费可能要在13到15亿美元之间^[1]。而建厂的费用则更为高昂。如果要建一座月产能35000pcs的28nm晶圆工厂，花费大约在50亿美元左右。对于任何一个企业来说，这么大的投资毫无疑问是一个非常巨大的挑战。就算投了那么多的钱，这个企业也未必会成功成长起来。所以除了足够有力量的资金投入，还要有好的技术团队，以及健康的市场环境。

半导体制造行业流程复杂，资金密集，与其他制造业相比，半导体行业的产品种类较多，工序繁复，需要很高的设备利用率。21世纪以来，半导体行业产品市场竞争又出现了新的特征：

（1）在消费者需要越来越多样化发展的同时，企业的研发能力也在同步提高。一个新的产品所需要的研发周期越来越短，但与此相对应的是，半导体产品生命周期也越来越短，产品更新换代的速度变快了，一代产品在市场上停留的时间也变得有限。在这种情况下，市场给企业的时间变得很短，企业必须要跟上市场更替的节奏，才能在市场上更有竞争力，从而生存下去。因此，半导体企业的压力近年来是越来越大的。

（2）在竞争越来越大的时候，客户对半导体加工工厂的要求也越来越严格，不同的加工阶段在不同的工厂完成，为了保证产品完成及时，必须一环扣一环，中间不能有一个工厂掉链子，所以客户对每一工厂的交货期都压得很死。在这种情况下，工厂必须合理安排不同客户的订单，来保证每个客户的交期。

（3）中国的人口较多，劳动力成本相对较低，因此半导体工厂这种劳动密集型企业在中国蓬勃发展。但近年来，随着中国经济的迅速发展，劳动力成本攀升，许多客户会考虑往劳动力成本更低的地方发展。核心晶圆制造以及设计又大多在美国等技术密集区，因此形成了加工全球化的趋势，一片晶圆会在许多地区加工，企业的生产规划也必须从全球范围进行考量，根据市场需求进行调整。

1.2课题研究的目的

现在，全球半导体行业经济重心正在向中国偏移，越来越多的半导体工厂在中国大陆建造起来，半导体产业链在国内也愈发完整起来，呈现一片欣欣向荣之势，对中国来说，这是一个很好的发展机会。半导体产业链分为前段晶圆厂，中段加工厂，后段封装测试厂。

在一个工厂建设之初，有一个明确的规划是非常重要的。产能是一个工厂的核心要素，关系着企业的竞争力以及利润，比如大陆12寸晶圆厂巨头联电以及中芯国际，月产能都在五万片以上。目标产能不同，所需要的厂房、设备、人员等其他资源也不同。本课题的研究就在一个目标产能的基础上，对一个工厂进行产能规划及布局设计。

1.3产能规划的概念及意义

产能就是生产能力，就是在一段计划时间内，在限定的生产条件下，所能生产的产品数量。生产能力可以反映一个企业的生产规模，是评价一个企业加工能力的技术参数。生产能力是一个每个企业的主管都非常关心的问题，当市场需求旺盛的时候，企业就要考虑如何提升产能来满足市场需求，当市场需求下滑时，企业也要考虑如何减小生产规模来避免资源浪费，减小损失。

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