◆廖炳隆 王紅芳 / 文

編者按

SPC（Statistical Process Control，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）起源于20世紀(jì)20年代以美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)者休哈特（W.A.Shewhart）首創(chuàng)過(guò)程控制理論及監(jiān)控過(guò)程控制的工具——控制圖為代表，現(xiàn)今統(tǒng)稱(chēng)為SPC，其重要意義與作用旨在貫徹預(yù)防原則，利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控，從而達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。由于歷史原因，SPC在我國(guó)企業(yè)的質(zhì)量管理中未曾得到廣泛的采用。本文介紹了某企業(yè)SPC應(yīng)用的方法和經(jīng)驗(yàn)，具有啟發(fā)和借鑒的價(jià)值。

上海華虹NEC電子有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)華虹NEC）成立于1997年7月，是一家從事大規(guī)模集成電路產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造和銷(xiāo)售的專(zhuān)業(yè)集成電路制造企業(yè)。目前，華虹NEC已從當(dāng)時(shí)為承擔(dān)國(guó)家“909工程”而建成的中國(guó)大陸第一條8英寸生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)展成為擁有2條8英寸晶圓芯片生產(chǎn)線(xiàn)的世界領(lǐng)先的專(zhuān)業(yè)集成電路晶圓代工企業(yè)；產(chǎn)品從單一的存儲(chǔ)器發(fā)展到現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于各種智能卡、通信、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的逾千品種芯片；產(chǎn)能也從2萬(wàn)片提升到9萬(wàn)片。

“在Foundry(指代工)市場(chǎng)上，只有第一, 沒(méi)有第二?！边@是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域一條公認(rèn)的箴言。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，企業(yè)要立于不敗之地，質(zhì)量是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中成功的先決條件，所以，卓越質(zhì)量管理是企業(yè)保持持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力和快速發(fā)展的核心武器。質(zhì)量管理的內(nèi)容之——SPC（統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）管理的有效運(yùn)用，也為取得各種獎(jiǎng)項(xiàng)、提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和客戶(hù)滿(mǎn)意度起了非常重要的作用。華虹NEC從成立最初導(dǎo)入日本NEC的SPC統(tǒng)計(jì)技術(shù)和統(tǒng)計(jì)軟件，經(jīng)歷了十多年的不斷改進(jìn)和完善，已經(jīng)形成了一套能獲得高水準(zhǔn)的顧客滿(mǎn)意度和強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的全面高效的SPC管理方法。

一、領(lǐng)導(dǎo)重視并積極推動(dòng)是加強(qiáng)SPC管理的動(dòng)力源泉

SPC管理在卓越質(zhì)量管理中占有重要的地位，是質(zhì)量管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。加強(qiáng)SPC管理，對(duì)企業(yè)實(shí)施質(zhì)量控制和進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)是十分必要的。在華虹NEC，領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和積極推動(dòng)是加強(qiáng)SPC管理的動(dòng)力源泉，領(lǐng)導(dǎo)的重視和參與主要體現(xiàn)在以下幾方面。

1.領(lǐng)導(dǎo)要求將Cpk的達(dá)標(biāo)率作為卓越績(jī)效考核的KPI。Cpk比率的目標(biāo)，每年年初都會(huì)在公司高層領(lǐng)導(dǎo)的會(huì)議中討論制定，在過(guò)去的10年中，Cpk比率目標(biāo)呈逐年上升趨勢(shì)（見(jiàn)圖1），體現(xiàn)了華虹NEC對(duì)卓越績(jī)效的不懈追求。在領(lǐng)導(dǎo)的高度重視下，Cpk作為重要的卓越績(jī)效考核指標(biāo)之一，公司全員每季度要進(jìn)行評(píng)估，并在公司的季度溝通會(huì)上發(fā)表。

圖1 Cpk比率目標(biāo)趨勢(shì)圖

2.每次品管部召集的SPC會(huì)議，都有公司高層領(lǐng)導(dǎo)參加，還有工程部門(mén)的部長(zhǎng)、科長(zhǎng)及主任等中高級(jí)管理人員。特別是工廠(chǎng)廠(chǎng)長(zhǎng)，不管有多忙，總是出席SPC會(huì)議，并會(huì)對(duì)SPC管理工作作出指導(dǎo)和對(duì)會(huì)議中的議題提出建設(shè)性的意見(jiàn)。有了領(lǐng)導(dǎo)的參與，SPC會(huì)議成為工程部門(mén)相互交流的平臺(tái)，更加有效地推動(dòng)了SPC管理的運(yùn)用。

3.每年9月的質(zhì)量月活動(dòng)，SPC的相關(guān)知識(shí)會(huì)被編入知識(shí)競(jìng)賽題，SPC相關(guān)的Cpk達(dá)標(biāo)率及OCAP比率也會(huì)作為各部門(mén)評(píng)比的項(xiàng)目，都會(huì)得到各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的積極關(guān)注。通過(guò)質(zhì)量月的活動(dòng)，一方面普及和鞏固了全員的SPC知識(shí)和相關(guān)的管理方法；另一方面對(duì)提高Cpk和降低OCAP起了很大的促進(jìn)作用。

二、持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)活動(dòng)，推進(jìn)半導(dǎo)體生產(chǎn)的過(guò)程控制的改善及提高

1.多管齊下，積極推進(jìn)工程能力的提高

隨著工程能力指數(shù)Cpk比率目標(biāo)的逐年上升，Cpk目標(biāo)的達(dá)成也越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性。而且，每年又有新品不斷推出，要達(dá)標(biāo)就更困難了。面對(duì)挑戰(zhàn)，華虹NEC品管部工程質(zhì)量分析組迎難而上，對(duì)于Cpk月報(bào)中Cpk＜1.33/1.67的項(xiàng)目，根據(jù)要求編制（“CpkImprovement Sheet”）Cpk改進(jìn)表。同時(shí)，多管齊下，加強(qiáng)Cpk的檢查，以提高工程能力。一方面每周定期召開(kāi)SPC會(huì)議，每次會(huì)前，品管部對(duì)所有項(xiàng)目的Cpk進(jìn)行檢查，并將Cpk不達(dá)標(biāo)的項(xiàng)目發(fā)出，要求相關(guān)工程師在會(huì)上進(jìn)行原因分析和制定改善對(duì)策，會(huì)后品管部還要進(jìn)行對(duì)策的跟蹤確認(rèn)；另一方面，在原來(lái)月檢和周檢的基礎(chǔ)上，又增加了Cpk的動(dòng)態(tài)檢查，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控，每天會(huì)將Cpk＜1.67的項(xiàng)目通過(guò)郵件的方式及時(shí)通知相關(guān)工程部門(mén)工程師，從而確保了Cpk目標(biāo)的達(dá)成。下圖為2003～2012年Cpk達(dá)成率的趨勢(shì)圖，從圖中可以看出華虹NEC的關(guān)鍵工程能力指數(shù)均保持了穩(wěn)定上升的態(tài)勢(shì)，2010年和2012年已連續(xù)3年達(dá)成了100%的項(xiàng)目工程能力指數(shù)Cpk大于1.33，以前一直困擾我們的Cpk＞1.67的比率，經(jīng)過(guò)努力也已連續(xù)5年超額完成了年度目標(biāo)。

2.實(shí)時(shí)監(jiān)控，做好生產(chǎn)線(xiàn)上各關(guān)鍵項(xiàng)目的傾向管理

圖2 Cpk 達(dá)成率趨勢(shì)圖

半導(dǎo)體生產(chǎn)從晶圓到IC器件成品有好幾百道工序，為確保產(chǎn)品質(zhì)量和提升良品率，就要做好關(guān)鍵工程的關(guān)鍵項(xiàng)目的過(guò)程質(zhì)量控制。華虹NEC通過(guò)運(yùn)用從日本NEC引進(jìn)的先進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)以及SPC軟件（Quality early Warning Alarm Control System即早期質(zhì)量預(yù)警系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)QWACS），對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)上各關(guān)鍵工程進(jìn)行過(guò)程控制。公司的產(chǎn)品，從成立最初的單一存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品到現(xiàn)在的多品種Foundry產(chǎn)品，要管理的產(chǎn)品數(shù)和項(xiàng)目數(shù)也愈益龐大，線(xiàn)上控制圖的張數(shù)也隨著產(chǎn)品的增加而日益激增，從最初的幾百、幾千張上升到現(xiàn)在的十幾萬(wàn)張，控制圖的控制界限的設(shè)定和維護(hù)的工作量相當(dāng)浩大。品管部工程師運(yùn)用QWACS系統(tǒng)，對(duì)線(xiàn)上所有的控制圖進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和處理，真正做到事前控制、適時(shí)控制和反饋控制。當(dāng)控制圖出現(xiàn)異常傾向時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警，及時(shí)發(fā)郵件通知工程部門(mén)各責(zé)任工程師，在真正的制品或設(shè)備異常發(fā)生之前，就解決問(wèn)題，避免了很多異常的發(fā)生和產(chǎn)品的廢棄。同時(shí)，還加強(qiáng)控制圖的定期維護(hù)，確?？刂平缦薜脑O(shè)定比較合理，保證產(chǎn)品的質(zhì)量能滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。

3.卓有成效，開(kāi)展OCAP rate降低活動(dòng)

公司成立至今已有15年了，生產(chǎn)線(xiàn)上的設(shè)備也在不斷的老化，使得異常(OOS: Out Of Spec;OOC: Out Of Control Limit)的發(fā)生率也在不斷的增加。為降低異常的發(fā)生率，使生產(chǎn)線(xiàn)更加穩(wěn)定，華虹NEC將OCAP（Out of Control Action Plan失控行動(dòng)計(jì)劃）檢查作為每周SPC會(huì)議的一項(xiàng)重要的內(nèi)容，每次SPC會(huì)議都會(huì)選一至兩個(gè)科進(jìn)行OCAP檢查，會(huì)前由品管部收集數(shù)據(jù)并發(fā)出通知，輪到的科必須對(duì)變差的項(xiàng)目進(jìn)行原因分析并在會(huì)上發(fā)表改善對(duì)策。為推進(jìn)OCAP 發(fā)生率遞減，各科的OCAP 發(fā)生率目標(biāo)每半年會(huì)在會(huì)上作定期的設(shè)定和調(diào)整。最近3年各科OCAP 發(fā)生率及目標(biāo)在逐年下降，華虹NEC在推進(jìn)OCAP改善的活動(dòng)是卓有成效的。

4.實(shí)用獨(dú)特，定制開(kāi)發(fā)合適的SPC軟件

公司成立初期從日本NEC引進(jìn)的SPC軟件（QWACS）雖然先進(jìn)，但之后一直未進(jìn)行軟件更新，所以該軟件已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)在SPC管理的需要。五年前，公司曾與多家軟件開(kāi)發(fā)商接洽考慮更換SPC軟件，由于數(shù)據(jù)接口及費(fèi)用問(wèn)題沒(méi)能實(shí)現(xiàn)。2009年起，為了彌補(bǔ)現(xiàn)有軟件的局限性，華虹NEC品管部積極配合IT，在保證原軟件各項(xiàng)功能并參考其它先進(jìn)SPC軟件的基礎(chǔ)上，勇于探索，開(kāi)發(fā)了特有的適合公司生產(chǎn)和管理需要的SPC輔助軟件——QWACS Advanced Chart, 簡(jiǎn)稱(chēng)QAChart。該系統(tǒng)可提供完善的SPC相關(guān)信息的分類(lèi)查詢(xún)以及CPK、OCAP 和Particle Review功能。該系統(tǒng)的成功開(kāi)發(fā)并在使用中的不斷完善，為工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常、盡快采取對(duì)策和進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析提供了很大的方便，也使我們的產(chǎn)品質(zhì)量得到有效的保障。而且，在某種程度上提升了客戶(hù)滿(mǎn)意度和企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5.形式多樣，開(kāi)展SPC管理培訓(xùn)工作

為了普及SPC知識(shí)，更好地開(kāi)展SPC管理工作，品管部為公司全員提供形式多樣的SPC內(nèi)部培訓(xùn)，有自學(xué)、網(wǎng)上學(xué)習(xí)和集中授課等多種學(xué)習(xí)方式。對(duì)于新進(jìn)公司的工程部門(mén)員工，既可上公司內(nèi)網(wǎng)隨時(shí)自習(xí)SPC初級(jí)培訓(xùn)的E-Learning課程，也可參加由人力資源部組織的集中培訓(xùn)；對(duì)于制造部新員工，則采取集中授課的方式。對(duì)于進(jìn)公司半年以上的工程部門(mén)工程師，品管部還每年定期舉辦SPC中級(jí)培訓(xùn)。在培訓(xùn)中，既有SPC的相關(guān)知識(shí)，又有SPC管理的實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容。為評(píng)估培訓(xùn)的效果，每次培訓(xùn)后都要求參加培訓(xùn)的員工進(jìn)行考核。通過(guò)開(kāi)展有針對(duì)性的SPC培訓(xùn)，提高了大家的SPC質(zhì)量意識(shí)以及運(yùn)用SPC質(zhì)量管理工具的能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

華虹NEC有效運(yùn)用SPC統(tǒng)計(jì)技術(shù)，做好過(guò)程管理，為產(chǎn)品質(zhì)量保駕護(hù)航，取得了顯著的成效，為公司獲得各種獎(jiǎng)項(xiàng)做出了很大的貢獻(xiàn)。隨著集成電路在中國(guó)的飛速發(fā)展，公司的規(guī)模也在不斷發(fā)展壯大，從原來(lái)的一個(gè)工廠(chǎng)，現(xiàn)擴(kuò)展到三個(gè)工廠(chǎng)，SPC的有效管理模式也水平推廣到各工廠(chǎng)，并在實(shí)際工作中持續(xù)完善和提升。十五年彈指一揮間，未來(lái)的路還很長(zhǎng)，面對(duì)新的全球化競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，華虹NEC將繼續(xù)開(kāi)拓創(chuàng)新，探索適合新形勢(shì)發(fā)展需要的SPC管理模式和方法，以提升公司的整體競(jìng)爭(zhēng)力和客戶(hù)滿(mǎn)意度，把華虹NEC建成世界一流半導(dǎo)體企業(yè)！