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1、,上海交通大学,硕士学位论文,Copy Exactly模式在先进芯片制造行业中成功案例分析,姓名：张青,申请学位级别：硕士,专业：项目管理,指导教师：吴祖育;桂军,20071201,上海交通大学工程硕士学位论文,摘要,第,I,页,Copy Exactly 模式在先进芯片制造行业中成功案例分析 摘 要 在半导体制造行业，随着科学技术的发展，新的产品和工艺不断被 创造出来。通常这些新的产品、工艺要从研发工厂转移到量产工厂，或 者从一个量产工厂移植到另一个新的量产工厂，并及时投放市场，为公 司产生效益。在技术转移和设备调试过程中，往往会碰到各种问题。有 时按照样板工厂布置的生产流水线也往往需要较长的
2、时间才能达到设 定的成品率，这不但造成了不必要的经济损失，严重的甚至会影响到公 司的战略规划。那么是否有一些有效的方法可供遵循，从而缩短调试周 期，在保证生产线稳定性、成品率的前提下，较快的进入量产阶段呢？ 答案是肯定的。 作为全球最大的微处理器生产商英特尔，不但拥有强大的研发实 力，同时也是一家具有先进生产制造能力的公司。通常新的产品能在很 短的时间内被大规模、高质量的生产出来，从而迅速占领市场。本文试 图通过对英特尔“精确复制”（Copy Exactly）策略的归纳总结，并结 合实际经验,来整理出一套可供借鉴的方法，同时就如何确保这一策略 的有效实施进行探讨。从而为芯片制造业或具有类似特征
3、的行业（生产 工艺复杂，有很多相关因素会影响最终产品）提供实践参考。 关键词：精确复制，序贯检验，匹配检验,上海交通大学工程硕士学位论文,ABSTRACT,第,II,页,CASE STUDY ON SUCCESSFULCOPY EXACTLY METHODOLOGY IN CHIPMANUFACTURING INDUSTRIAL ABSTRACT With the development of science and technology, the new product and process are created continuously in the semiconductor ind
4、ustrial. Usually those products will be transferred from the R&D to the HVM (High Volume Manufacture) site or from one HVM site to another new one, and meanwhile ensured they can be put on the market as soon as possible and bring the profit to the company. All kinds of unexpected issue will be encou
5、ntered during the technology transferring and equipment testing. Sometimes, it may take a quite long time to reach the targeted yield, even if the new production line was copied from the existed one. This will not only cause the unnecessary profit loss for the company but also impact the effective e
6、xecution of the strategy. Is there any methodology that can be followed to shorten this technology transferring period and move to the high volume manufacturing stage with the targeted yield and process stability guaranteed? The answer is yes. As the biggest CPU manufacturer in the world, Intel not
7、only has the strong R&D capability but also has the advanced manufacture technology. The new product usually can be produced massively with high quality and occupy the market in a quick manner thanks to its Copy Exactly strategy. This paper tends to provide a practical reference through summarizing
8、the Copy Exactly methodology on the basis of real experiences. And also it will have a discussion on how to make sure the Copy Exactly method can be carried out effectively. Hope this paper will offer a valuable reference to semiconductor manufacturing industry and the approach discussed here could
9、equally be employed in other industries, where the technology is complex and has many interacting variables effecting the end result.,ABSTRACT,第,III,页,上海交通大学工程硕士学位论文 Keywords: Copy Exactly, Sequential Test, Matching Test,1,上海交通大学,学位论文原创性声明,本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本,论
10、文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本,文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。,本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。,学位论文作者签名：张 青,日期：2007 年 12 月 4 日,上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。,保密，在 本学位论文属于 不保密。 （请在以上方框内
11、打“”） 学位论文作者签名：张 青 日期：2007 年 12 月 4 日 2,年解密后适用本授权书。 指导教师签名：吴祖育 日期：2007 年 12 月 4 日,上海交通大学工程硕士学位论文,第一章,“精确复制”简介,第,1,页,第一章 “精确复制”简介 1.1 “精确复制”策略产生的背景及其作用 半导体生产以工艺流程复杂为特点，通常一个生产过程有许多单独的工艺步 序，并且许多步序的公差范围非常小。此外还存在着复杂的交互影响，即每一个步 序可能会影响到其他步序，每一个最终产品的参数可能由许多输入的结果决定。同 时这种复杂程度随着新一代技术的出现，在不断增加。那些在过去认为是不重要的 因素，现在
12、成为影响工艺结果的重要参数。 在半导体行业，技术研发和生产设备的投入是非常高的，并且每一代都在增加。 当一个新工艺流程和产品被研发出来后，为了适应市场的需要，人们希望能在保证 没有质量问题，尽可能高的成品率的前提下，尽快把这一新技术投入量产。 传统技术转移的方式通常允许对设备和工艺进行更改。这些变动有的是为了改 进，有的是为了适应工厂的特殊要求，因为他们可能在生产其它产品。但是由于技 术变得越来越复杂，这些临时的改动通常会引起许多不可遇见的问题，从而使生产 线起动延迟或造成更糟糕的结果1 。 为了解决上述问题，英特尔在八十年代中提出了“精确复制”（Copy Exactly） 的建厂策略，并从
13、1996 年开始完全采纳这一策略。英特尔的“精确复制”策略可 使公司在确保质量和成品率的前提下迅速建厂并进入量产阶段，从而缩短产品上市 时间。并同时确保它在全球不同工厂生产的产品具有一样的品质。 英特尔的“精确复制”策略使其实现了如下三个目标： 一、从研发到批量生产的快速转移 “精确复制”策略通过将研发工厂的东西复制到量产车间，从而使生产设备能 快速投入运行。这也意味着由研发工厂所设计的工艺流程在保证性能和可靠性的同 时，也应确保其能适应大批量生产。 工厂的产量被不断提升到一个新的高度，甚至在众多的工厂依靠“精确复制” 上线时产量仍有增长。正是这种“精确复制”战略引导了英特尔最新一代性能微处
14、理器的开发，而后者在启动后将保证提供稳定的高产量。 二、“精确复制”创造了一个灵活的虚拟工厂 “精确复制”为英特尔的工厂网络创造了巨大的灵活性。因为每个工厂几乎是 一模一样的，晶片可以在一个工厂进行部分加工，然后在另一家工厂完工。由于这,上海交通大学工程硕士学位论文,第一章,“精确复制”简介,第,2,页,两家工厂的生产工艺是相同的，晶片就好像是在一家工厂生产的。现在，没有其它 一家半导体制造商可以做到这个。 通过创造一个全球的虚拟工厂网络，英特尔降低了来自于自然或人为灾害的影 响。如果世界的某个地方发生了一些影响当地企业正常生产的事件，但英特尔的制 造不会中断。虚拟工厂网络的其他部分能够继续生
15、产，继续将产品运到客户手中。 和其他公司的工厂相比，“精确复制”给英特尔提供了更大的资源。因为英特 尔的每个工厂能通过虚拟工厂网络在全球共享技术资源。通过不断的分享信息，虚 拟工厂的工程组织能够在全球范围内及时实施生产流程的调整，由此提高产品的性 能，降低所有英特尔工厂的成本。 三、确保生产工艺的稳定性 在绝大多数的半导体工厂中，研发部门所使用的设备及工艺流程和量产工厂中 所用的有很大的不同。在许多公司里，每一项新的技术首先在研发工厂由那里的工 程师团队对工艺流程进行精密的调整直到它趋于完美。然后，这项工艺被转移到大 批量生产部门，在那里又有一组新的工程师来修改流程以便能进行大批量生产。 这种
16、由研发向量产转化的方式不仅延迟了批量生产的实现，同时它也造成了量 产工厂在工艺流程上和研发部门存在着许多不同。这些不同之处基本上可以组成另 一个工艺流程了。这个新的流程通常有不一样的表现，有不一样的灵敏度。这些工 艺流程的不同和交互作用就像晶片制造设备的改变一样可能会对成品率造成巨 大的负面影响。 英特尔的“精确复制”策略规定在新产品工艺的转移过程中，不允许作任何改 动，从而保证了量产工厂和研发部门的生产工艺及特性是一样的2 。 下面是英特尔采用“精确复制”策略之前和之后，量产工厂成品率的一个比较。 左图是 1.0um 技术的量产情况，这也是英特尔最后一次没有完全遵从“精确复制” 策略的大规模生产。其中工厂#1 采取“精确复制”策略，工厂#2 和工厂#3 未采用 “精确复制”策略。由图 1 可见，工厂#1 的成品率曲线和研发部门保持一直，而量 产工厂#2 和#3 在开始阶段未能延续研发工厂成品率曲线的走势。在 0.5um 技术量 产过程中，英特尔采用了“精确复制”
