汽車(chē)電子系統的可靠性 芯片行業(yè)的貢獻
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評估風(fēng)險
產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程也會(huì )根據汽車(chē)電子器件的質(zhì)量要求的提高進(jìn)行修改。英飛凌已經(jīng)設立了一個(gè)設計變更控制工作組，其任務(wù)包括對在產(chǎn)品規范已經(jīng)完成后進(jìn)行修改會(huì )有哪些潛在的風(fēng)險進(jìn)行評估。英飛凌還設立了一個(gè)設計驗證工作組，它獨立于開(kāi)發(fā)小組，主要任務(wù)是驗證產(chǎn)品設計是否符合產(chǎn)品規范。
風(fēng)險評估也是其它流程步驟的一項關(guān)鍵工作。故障模式和效應分析是一種基于工具的風(fēng)險分析方法，貫穿整個(gè)階段。對于芯片設計、生產(chǎn)與封裝，以及芯片面向的應用，都要進(jìn)行潛在的風(fēng)險分析，對發(fā)現的風(fēng)險進(jìn)行評估，然后采取相應措施來(lái)降低風(fēng)險。
規定批次、晶圓和產(chǎn)品級的殘次品比率也有助于確保質(zhì)量水準(圖 3)。英飛凌對所有產(chǎn)品進(jìn)行檢驗，淘汰那些異常的批次。這種方法一開(kāi)始可能會(huì )使成本增加，但事實(shí)并非如此：一旦某批材料被淘汰，就會(huì )實(shí)施補救措施，而實(shí)際獲得的好處，要超過(guò)這一措施一開(kāi)始對產(chǎn)量造成的負面影響。
圖 3 晶圓廠(chǎng)是芯片制造的源頭。晶圓是圓形的硅盤(pán)，直徑一般為200mm或300mm。
根據晶圓的尺寸以及集成電路的復雜度—一個(gè)晶圓可同時(shí)生產(chǎn)100至2,000多枚芯片
雖然事先采取了各種預防措施和其它措施來(lái)提高質(zhì)量，但是仍然出現了質(zhì)量問(wèn)題。在這種情況下，應盡可能取回與該批產(chǎn)品相關(guān)的所有必要數據。英飛凌在生產(chǎn)流程中對每一批次進(jìn)行了清楚的劃分，以確保能夠做到這一點(diǎn)。掌握第一手相關(guān)資料可以限制缺陷批次的配送，并且可將受影響的產(chǎn)品的數量減至最少。然而，這種系統相當復雜而且成本高昂，因此，它僅適用于那些發(fā)揮重大安全作用的產(chǎn)品，如用于安全氣囊的器件等。
英飛凌在其Automotive Excellence計劃中采取的進(jìn)一步措施是在整個(gè)流程鏈的所有環(huán)節提供多個(gè)反饋機會(huì )。整個(gè)生產(chǎn)流程伴隨著(zhù)穩定的上游信息流。由于計算機輔助建模技術(shù)的進(jìn)步，現在甚至可以確定模擬或混合信號芯片的電子功能，并且在開(kāi)始進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)之前，研究芯片與其它系統和軟件交互情況。
在生產(chǎn)過(guò)程中每個(gè)工藝步驟之后，都要對輸出參數進(jìn)行統計檢查，以盡快找出潛在的缺陷源頭。提供直接測量裝置參數的資源比如傳感器等的流程基礎設施，在這個(gè)環(huán)節非常重要，因為它們能夠立即發(fā)現產(chǎn)品差異，允許操作人員在每個(gè)流程階段做出即時(shí)響應。這種體制的優(yōu)點(diǎn)包括：整個(gè)流程鏈的穩定性、降低用于分析和排除故障根源的成本和工作量，更低的損耗和產(chǎn)品差異，以及更快速的整體生產(chǎn)流程。英飛凌對最終測試階段的統計流程控制同樣設置了非常高的指標：如果發(fā)現芯片的任何一方面沒(méi)有呈現高斯分布，即使芯片的功能在規范以?xún)?，該芯片也不?huì )投入使用。
優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量基于穩定的生產(chǎn)流程
流程穩定性是獲得優(yōu)異產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)基本要求。流程穩定性部分取決于設備和工具的穩定性，英飛凌通過(guò)一系列針對性的計劃來(lái)保持這一穩定性。英飛凌對使用的生產(chǎn)設備和工具進(jìn)行了詳細分析，并且縮短了維護和校準周期，以幫助評估并消除與裝置故障相關(guān)的風(fēng)險。對自動(dòng)化流程監測與控制采取一致措施，以及迅速完成質(zhì)量測定，能夠讓相關(guān)部門(mén)和人員戰略性地介入當前和今后的生產(chǎn)步驟，從而克服生產(chǎn)中的差異，確保始終達到很高的質(zhì)量水平。
通過(guò)不斷改進(jìn)質(zhì)量實(shí)現零缺陷目標
所有這些措施的綜合效應，已經(jīng)使英飛凌不僅大大降低了缺陷發(fā)生的頻率，而且顯著(zhù)加快了其學(xué)習速度。但是，將缺陷率降至零，不僅僅涉及實(shí)際的生產(chǎn)流程。要實(shí)現這一遠大的目標還需要一定的心理素質(zhì)，員工對待缺陷和故障管理的態(tài)度，也發(fā)揮著(zhù)同等重要的作用。英飛凌要求各級員工都要對產(chǎn)品質(zhì)量持一種客觀(guān)的和毫不妥協(xié)的態(tài)度。我們很容易將缺陷視為一支團隊或是一名員工的失誤或錯誤，并對他們的解決方法持審視的態(tài)度，但這在半導體行業(yè)是不適合的。半導體行業(yè)通過(guò)涉及幾百個(gè)獨立步驟的流程制造高度復雜的產(chǎn)品。然后，根據所用材料和編程，這些產(chǎn)品被用于各種應用中，在這些應用中與其它系統交互，并和這些系統共享不計其數的接口。要完全消除這一復雜系統中的故障和不需要的交互，幾乎是不可能的，因此，所有相關(guān)人員都應將看作科學(xué)和工程上的挑戰，而不是一味地責怪或批評。
圖 4 半導體生產(chǎn)中進(jìn)行的質(zhì)量檢測示例，目的是在從芯片的設計、開(kāi)發(fā)到生產(chǎn)和測試，
以及銷(xiāo)售和物流的各個(gè)階段實(shí)現零缺陷率。采用系統化的方法是實(shí)現零缺陷率的關(guān)鍵所在
總而言之，上述方法會(huì )帶來(lái)兩方面的效果：不斷改進(jìn)質(zhì)量使英飛凌成為一個(gè)能夠自我學(xué)習的組織；其零缺陷制度的成功典范，正在催生一種不愿容忍缺陷、竭盡所能避免缺陷的企業(yè)文化。一種基于零缺陷率的企業(yè)精神正孕育而生，這兩方面的效果正在向公司的其它部門(mén)傳播，甚至向生產(chǎn)領(lǐng)域之外的其它領(lǐng)域擴散。
采用系統化的方式是實(shí)現零缺陷率的關(guān)鍵所在
英飛凌發(fā)現這些措施已經(jīng)取得了顯著(zhù)的成果。在短短兩年時(shí)間之內，公司百萬(wàn)芯片零缺陷產(chǎn)品的比例已翻了一倍，達到60%，同時(shí)使缺陷率為百萬(wàn)分之一的產(chǎn)品數量減少了50%。如今，公司生產(chǎn)的面向汽車(chē)電子系統的產(chǎn)品中，有95%的缺陷率低于百萬(wàn)分之一。
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