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智能制造原来可以这样操练?

未知 2019-10-17 09:59

田忌赛马是一个耳熟能详的故事,细思是一种新思路或算法带来的胜算。同样,在智能制造过程中,如何运用一种新的思路呢?虽然智能制造是一大热词,但在半导体业中究竟智能制造水平如何?如何进一步升级?或许还要打N个问号。最近英飞凌与通富微电子股份有限公司(简称“通富微电”)签署智能制造战略合作协议的消息,或许能更距离了解到智能制造原来还能这么“通关”。

为践行“中国制造2025”牵手

作为此次合作的“主角”,英飞凌是德国最大的半导体公司,主要业务集中于汽车电子、功率半导体以及安全芯片领域,并且是德国“工业4.0”的初创成员和践行者,在相关规则和标准的制定中发挥着极其关键的作用。在半导体制造领域中,英飞凌还担当“工业4.0”底层架构师和领跑者角色,全球工厂已在实践“工业4.0”的路线图和系统。而通富微电专业从事集成电路先进封装和测试,是中国前三大IC封测企业,全球前十大半导体制造商中一半以上都是通富微电的客户。

图为英飞凌科技(中国)有限公司大中华区总裁苏华博士(前排左)、通富微电子股份有限公司首席执行官石磊(前排右)正在签约

因而,此次“跨越式”合作亦大有深意。英飞凌科技(中国)有限公司大中华区总裁苏华博士提到,英飞凌拥有先进的半导体智能制造理念和经验。为持续深耕中国市场,英飞凌积极推进“与中国共赢”战略,而助力“中国制造2025”成为重要的举措之一。为落实这一举措,英飞凌独创了三角商业模式:一方面,让更多中国本土制造企业参观英飞凌无锡智能工厂,通过多种形式将成功经验分享;另一方面,加强与设备商、方案商、集成商以及中国一流高校合作,为本土制造企业提供咨询服务和实施服务,助力提升智能制造能力。

英飞凌与通富微电的战略合作可谓是践行三角商业模式的最新成功案例,英飞凌将通过分享德国工业4.0的经验和知识,助力提升通富微电的制造能力和生产力。苏华博士认定,双方在半导体智能制造领域开展示范性合作,不仅将助力中国制造业向智能化转型升级,从更高层次来说,这也是中德半导体企业在智能制造领域的首次合作,对未来中德企业深入合作起到了良好的示范作用。

对于通富微电来说,此次合作亦“正当其时”。通富微电子股份有限公司首席执行官石磊表示:“半导体业是中国先进制造业的一个缩影,已进入蓬勃发展的时代。通富微电经过多年的发展,也在快速扩张,从原来的一个工厂扩大到5大工厂。4M(人、机、料、法)作为工业4.0的核心要素,如何对这四大要素进行资源优化和合理利用实现智能制造,对效率提升、良率改善有着不可忽视的作用。希望通过参考和实践英飞凌德国工业4.0的经验,能不断提升通富微电的智能化制造水平,亦为助力“中国制造2025”尽绵薄之力。

根据合作协议,英飞凌将为通富微电提供咨询支持,从设备生产力、生产周期、按时交付和质量等方面评估通富微电目前的制造绩效情况,并提出制造力提升方案。双方合作将分阶段进行:第一阶段,英飞凌将对通富微电提出的《通富微电智能制造白皮书》提供咨询建议,协助其设计适应其生产环境的智能制造方案。第二阶段,英飞凌将为该智能制造方案的具体实施提供咨询支持。作为战略合作的一部分,英飞凌还将协助通富微电于2017年在合肥工厂建立I4.0智能制造示范生产线。据石磊估,智能制造对于半导体封装企业效率的提升将达一成以上。

致力于提升后道智能制造水平

而选择半导体后道的封装测试作为“试点”,背后折射的是现实的需求。苏华博士坦言,在半导体行业中的产业链环节中,前道晶圆厂投资巨大,模式基本难以复制,而后道封装还有诸多提升空间。据悉,英飞凌前道晶圆工厂已高度自动化和智能化,为提高后道自动化和智能制造水平,英飞凌后道工厂集成自主研发并推出了“BEAR”(后道工厂自动化蓝图)项目。而英飞凌无锡后道工厂2014年开始实施的BEAR项目已在“智能制造”和“零缺陷制造”上初见成效,成为后道制造执行系统的全球技术和研发中心。此外,除了实现工厂本身智能化外,英飞凌目前也正在整合公司的所有工厂和生产合作伙伴,以便实时集成在一起,打造“全球虚拟工厂”。

石磊表达了一致的看法。他提到,在半导体产业中,前道工艺无论是8英寸还是12英寸等,都较易实现智能化和全自动化,但到了后道封装环节则较难实现。他举例说,比如说晶圆月产10万片,到后道封装时可能要变成10亿颗芯片,数量完全不在一个级别,因而后端的智能化非常复杂,不太容易实现全自动化,提升智能制造水平需多重考量。

从人才的角度来说也需要着力提升智能化。“前道晶圆厂可实现高度自动化,但后道封装环节还需要大量人才。当前困扰我国半导体业发展的最大因素之一就是人才的缺乏,其中之一是如何快速培养高水平的工程技术人员,这是考验未来长期良性发展的一大挑战。在这一过程中,通过智能化降低人员随机判断的需求,进而提升效率,可有效解决这一问题,并且这一模型是可复制或扩展的。”石磊指出。

而智能制造的落实,并不只是添加软硬件那么“简单”。英飞凌科技有限公司全球半导体后道工厂整合资深总监张永政博士介绍,这其实更是一种“方法论”。他举例说,比如客户买了新的ERP,但还是在纸上操作ERP,虽然买了软件,但没改变管理方法,结果一定是无效的。英飞凌将根据通富微电智能制造的能力提出改进的智能制造管理方法,提升CPS(信息物理系统)的应用,建立基于自动化、信息化、网络化的生产管理模式,支撑智能制造的升级。

这其中要注意的是智能化升级是一个循序渐进式的“洗礼”,并非能“一飞冲天”。英飞凌科技(无锡)有限公司总经理兼执行董事陈小龙认为,智能化系统是在原有生产系统上不断升级改造的渐进过程。通过BEAR系统将人机料法这四大要素智能化地结合,期间要素会不断发生“变力”,需要不断优化和自适应自学习,从而实现生产过程的可追踪性、可控制性,生产制程的自动化、智能化以及产品质量的实时在线管控,最终实现智能制造。

应进一步完善标准

如果说工业4.0的核心是智能制造,软件和大数据是关键大脑,那么标准化则是必要条件。智能制造是中国制造2025的主攻方向,不过随着近年来智能制造的快速发展,相关领域标准规范不一致的问题也渐次凸显。

由于我国缺乏智能制造的行业标准规范,企业跨平台、跨系统集成应用时,需要先解决许多复杂的标准问题,有些甚至要推倒重来,导致成本攀升或效率降低。苏华博士认为,德国工业4.0的标准是一个渐进式的发展,中国制造业目前还参差不齐,发展水平大体处于2.0阶段,还需一段漫长的路要走。中国制造业如想“弯道超车”,那在智能制造标准方面还需加强重视,不断加以完善。

苏华博士同时指出,下一步英飞凌重点将推进智能制造标准化方面的工作。将依托与西安交通大学联合成立的“西安交通大学-英飞凌智能制造管理联合实验室”,充分利用各自的经验、技术和资源,着力发布《智能制造产业白皮书》,推进能制造标准化工作。同时,也在与工信部电子技术标准化研究院(CESI)合作进行标准制定工作,为中国智能制造提供参考。

石磊也希望通过与英飞凌的合作,形成智能制造的通富集团公司标准,继而再影响行业标准,再到国家标准,最后引领国际标准。

未来“工业4.0”不只是智能制造,还将涵盖跨企业边界的智能网络:供应商、制造商和客户将不断交换数据,全球供应链中的各个流程将优化自身,也使生产更加高效灵活。可以说,双方的合作是一个新的“发韧”。苏华博士展望说:“与通富微电合作是英飞凌在半导体智能制造领域的第一次合作,未来会有更多的战略合作达成,英飞凌希望将智能制造经验和积累推广到其它领域,助力更多的制造业转型升级,促进德国工业4.0的技术和方法在中国更好地落地。”

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