半導(dǎo)體制造范文
時(shí)間：2023-04-01 22:31:33
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篇1
關(guān)鍵詞:半導(dǎo)體制造系統(tǒng) 預(yù)防性維修 役齡回退參數(shù) 維修周期
中圖分類號(hào): TNT10文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973 (2010) 01-089-03
半導(dǎo)體制造系統(tǒng)是典型的可重入系統(tǒng),也是最復(fù)雜的制造系統(tǒng)之一。目前,大多數(shù)半導(dǎo)體設(shè)備都是使用BM(事后維修)的辦法來處理設(shè)備故障,隨著維修理論研究的深入,學(xué)者發(fā)現(xiàn)使用PM(預(yù)防性維修)在減少設(shè)備發(fā)生故障的次數(shù),提高設(shè)備的可靠性,增加企業(yè)的利潤(rùn)等方面有著重要作用。
設(shè)備是企業(yè)固定資產(chǎn)的主要組成部分,是企業(yè)生產(chǎn)中能供長(zhǎng)期使用并在使用中基本保持其實(shí)物形態(tài)的物質(zhì)資料的總稱。現(xiàn)代設(shè)備具有自動(dòng)化、大型化、集成化、高速化、智能化、連續(xù)化等方面的特點(diǎn),這很大程度增加了維修的難度和費(fèi)用。研究表明,當(dāng)前制造系統(tǒng)中設(shè)備的維修費(fèi)用占生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行成本的20% ~30。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇給制造企業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),企業(yè)為了提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力,將不得不考慮生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備故障對(duì)生產(chǎn)能力、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及供貨期和市場(chǎng)占有率的影響。在日常生產(chǎn)中,由于對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的追求,很多廠商盲目的增加設(shè)備的連續(xù)工作時(shí)間,而忽略了設(shè)備的日常維修保養(yǎng),反而導(dǎo)致了設(shè)備生產(chǎn)效益低下的結(jié)果。而這個(gè)特點(diǎn)在半導(dǎo)體生產(chǎn)線上更為突出。
為此,我們?cè)谠O(shè)備的日常生產(chǎn)中引入了有效的措施來減少故障的產(chǎn)生以及由此而導(dǎo)致的停機(jī)事件,從而減低了設(shè)備的維修成本,增加生產(chǎn)效益,順利的完成生產(chǎn)任務(wù),這對(duì)企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的行業(yè)中站穩(wěn)腳步來說有著舉足輕重的作用,可以說,誰掌握了更好的方法,誰就在競(jìng)爭(zhēng)中取得先機(jī)。
維修的發(fā)展也是經(jīng)歷了不同的階段,人們?cè)谌粘Ｉ钪胁粩喾e累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),不斷的提出新的理論,提高生產(chǎn)效率,從而推動(dòng)著維修理論不斷進(jìn)步。本文以半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備平均單位產(chǎn)值最大化為目標(biāo)建立了優(yōu)化模型,根據(jù)役齡回退參數(shù)的五個(gè)離散取值,進(jìn)行故障數(shù)和平均單位產(chǎn)值的橫向和縱向比較,從而得出半導(dǎo)體設(shè)備在不同役齡回退參數(shù)下的最佳預(yù)防性維修周期。最后總結(jié)了役齡回退參數(shù)在確定預(yù)防性維修周期過程中的作用和預(yù)防性維修對(duì)企業(yè)提高設(shè)備性能,增加利有著重大意義。
1點(diǎn)檢制策略
點(diǎn)檢制是全面維護(hù)管理中的重要核心之一。應(yīng)用這種管理模式,檢修不只是維修部門的事情,而且涉及到運(yùn)行、采購、人力資源以至于行政等部門,檢修工作也不僅僅局限于“修理”,而是把工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)換為“維護(hù)”,盡可能通過保持設(shè)備的良好狀態(tài)而消滅故障發(fā)生的根源,或者把故障消滅在萌芽時(shí)期。
1.1半導(dǎo)體生產(chǎn)線特點(diǎn)
在經(jīng)過過去幾年的高速發(fā)展之后,我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將進(jìn)入一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的發(fā)展期,也不排除會(huì)進(jìn)入一個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度為2年-3年的結(jié)構(gòu)調(diào)整期的可能性。在這個(gè)階段中,我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)為:從主要靠新生產(chǎn)線建設(shè)擴(kuò)大規(guī)模轉(zhuǎn)向發(fā)掘已有生產(chǎn)線能力擴(kuò)大規(guī)模;繼續(xù)探索IDM道路;Foundry模式逐漸走向成熟;集成電路設(shè)計(jì)依然是龍頭;SiP技術(shù)逐漸成為封裝的主流,設(shè)備的生產(chǎn)效率將成為制約生產(chǎn)線能力的瓶頸。
半導(dǎo)體生產(chǎn)線的一個(gè)重要特點(diǎn):可重入型。可重入生產(chǎn)系統(tǒng)是指在工件從投入到產(chǎn)出的過程中,需要不止一次的在同一臺(tái)設(shè)備上進(jìn)行加工的生產(chǎn)制造系統(tǒng),其顯著標(biāo)記為系統(tǒng)中有處于不同加工階段的工件在同一臺(tái)機(jī)器前同時(shí)等待加工。
典型的可重入生產(chǎn)系統(tǒng)如下圖所示:
圖1典型的半導(dǎo)體可重入生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖
1.2故障率修正參數(shù)
役齡回退是指設(shè)備在經(jīng)過一次預(yù)防性維修后設(shè)備的役齡減少的程度,役齡回退參數(shù)是一個(gè)描述預(yù)防性維修效果的參數(shù),比如當(dāng)役齡回退參數(shù)是T的時(shí)候,說明進(jìn)行預(yù)防性維修能夠使設(shè)備變得像新設(shè)備一樣性能良好,當(dāng)役齡回退參數(shù)是0的時(shí)候,說明進(jìn)行預(yù)防性維修沒有使設(shè)備的性能得到改善,設(shè)備的故障率沒有發(fā)生任何改變。當(dāng)然,役齡回退參數(shù)取T或是0幾乎都是不可能的,那么究竟對(duì)役齡回退參數(shù)改如何定義和表達(dá)呢,這也是近些年來學(xué)者在研究預(yù)防性維修時(shí)關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)。
假設(shè)設(shè)備在第i 次維修前已運(yùn)行了T i 時(shí)間, 經(jīng)過維修后, 其性能得以改善, 故障率下降到如同維修前 i 時(shí)的故障率, 即經(jīng)過維修后, 使設(shè)備的役齡時(shí)間回退到Ti i時(shí)刻的狀況, 役齡回退量為 i。這種動(dòng)態(tài)變化關(guān)系下圖所示:
圖2故障率與預(yù)防性維修間的動(dòng)態(tài)變化關(guān)系圖
由上圖可知道役齡回退參數(shù)是一個(gè)隨機(jī)量,目前的研究有將役齡回退參數(shù)處理為一個(gè)常量,也有用均勻分布來處理,同時(shí)也有人提出了役齡因子服從正態(tài)分布的說法。
隨著設(shè)備維修研究的一步一步加深,許多學(xué)者也開始了對(duì)設(shè)備預(yù)防性維修的效果進(jìn)行探討,提出了關(guān)于役齡回退參數(shù)的種種假設(shè),也分析了當(dāng)使用役齡回退參數(shù)時(shí)我們針對(duì)預(yù)防性維修周期的確定將更加準(zhǔn)確,而且更加符合實(shí)際。在文獻(xiàn)[4]中,作者假設(shè)役齡回退參數(shù)是一個(gè)均勻分布建立了一個(gè)確定預(yù)防性維修的模型,在最后假設(shè)役齡回退參數(shù)是0,T/4,T/2,3T/4,T五種情況,又得到了另幾組數(shù)值,通過對(duì)比兩組數(shù)值得到了準(zhǔn)確使用役齡回退參數(shù)能夠使我們的預(yù)防性維修周期的確定更加準(zhǔn)確。
2建立模型
Barlow R, Hunter L. 討論了簡(jiǎn)單系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)的預(yù)防維修策略。他們通過使設(shè)備在整個(gè)使用壽命期間內(nèi)的失效損失和維修費(fèi)用達(dá)到最小,從而確定預(yù)防維修周期。本文則以單位時(shí)間凈生產(chǎn)效益最大化為目標(biāo)的角度出發(fā),在設(shè)備有效使用壽命內(nèi)進(jìn)行不同的維修次數(shù)并考察每次維修程度的不同(故障率修正參數(shù)取值),運(yùn)用單位時(shí)間凈生產(chǎn)效益最大化為目標(biāo)建議優(yōu)化模型,求出設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修的最佳次數(shù)。
2.1基本假設(shè)
為了使模型簡(jiǎn)化和研究的方便,在構(gòu)建模型時(shí)做了一下假設(shè):
(1)在沒有對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修的情況下,設(shè)備的故障率公式為: (t);
(2)如果在兩個(gè)預(yù)防性維修中間發(fā)生小故障,則對(duì)設(shè)備進(jìn)行小修,假設(shè)每一次小修都能使設(shè)備的性能恢復(fù),同時(shí)不影響設(shè)備的故障率,每一次小修費(fèi)用為Cf,每一次小修所花費(fèi)時(shí)間為Tf ;
(3)當(dāng)設(shè)備正常運(yùn)行,單位時(shí)間的產(chǎn)值為Cp;
(4)在設(shè)備運(yùn)行時(shí),每隔T時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行一次預(yù)防性維修,每次預(yù)防性維修需要時(shí)間為Tpm,每一次預(yù)防性維修的費(fèi)用為Cpm。每一次預(yù)防性維修能使設(shè)備的年齡減少 ,為了更好的描述預(yù)防性維修隊(duì)設(shè)備故障率的影響,本文將 處理為一隨機(jī)變量,其分布函數(shù)為G( ),且0
2.2維修決策
常用威布爾分布來描述電子與機(jī)械設(shè)備的故障規(guī)律,假設(shè)設(shè)備自身的故障率函數(shù)用下列公式表示:
(1)
其中m為形狀參數(shù), 為尺度參數(shù),t為時(shí)間。參數(shù)m和 通常都是依靠歷史故障數(shù)據(jù)的分析,利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法估計(jì)出的。
有學(xué)者在論文[8]中提到半導(dǎo)體設(shè)備的故障時(shí)間符合參數(shù)為m=2.08, =7440的二參數(shù)威布爾分布。我們?cè)诒菊碌哪Ｐ椭?使用上面兩參數(shù)的威布爾分布來描述設(shè)備的故障率。引入了役齡回退參數(shù)會(huì)改善設(shè)備的設(shè)備性能,設(shè)備的故障率公式在不同的預(yù)防性維修時(shí)間內(nèi)的表達(dá)也是不相同的。在整個(gè)預(yù)防性維修周期內(nèi),設(shè)備的故障率遞推公式:
(2)
隨著設(shè)備使用年齡的增加,發(fā)生故障的可能性越來越大,在設(shè)備的使用過程中對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修可以減少這種可能性,也就是使得設(shè)備的年齡下降。考慮到預(yù)防性維修對(duì)設(shè)備年齡和性能的改善,設(shè)備發(fā)生故障的次數(shù)可以表示為:
(3)
將式1和式2代入到式3可以得到
(4)
形狀參數(shù)m的大小是用來描述設(shè)備故障率的發(fā)展趨勢(shì),當(dāng)m>1時(shí)表示,設(shè)備的故障率是一個(gè)增函數(shù),即隨著時(shí)間的發(fā)展,設(shè)備發(fā)生故障的可能性將是增長(zhǎng)的,這也現(xiàn)實(shí)設(shè)備是一致的,之后,隨著m的繼續(xù)增大,故障率曲線將約往上翹,尺度參數(shù) 是用來改變故障率的具體尺度,它使整個(gè)故障率縮小 m。這兩個(gè)參數(shù)的獲得是通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后,發(fā)生故障的次數(shù)和每次故障的時(shí)間進(jìn)行描點(diǎn)之后,利用斜率和焦點(diǎn)可以求出。最后得到Fk
(5)
2.3平均單位時(shí)間凈生產(chǎn)效益Y
(6)
其中Ta是指總的時(shí)間,即設(shè)備運(yùn)行的總時(shí)間
Cp是指半導(dǎo)體生產(chǎn)線一個(gè)小時(shí)的生產(chǎn)值
Cpm是指進(jìn)行一次預(yù)防性維修所需要的費(fèi)用
Cf是指一次故障維修即事后維修所需要的費(fèi)用
Tpm是指一個(gè)預(yù)防性維修所占用的時(shí)間
Tf是指一次事后維修所需要的時(shí)間
k是指在總時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的預(yù)防性維修次數(shù)
Fk是指對(duì)設(shè)備進(jìn)行k次預(yù)防性維修時(shí)設(shè)備總時(shí)間內(nèi)發(fā)生的故障次數(shù)
3算例分析
取總時(shí)間為50000h,一次預(yù)防性維修需要的時(shí)間為30h,一次事后維修所需要的時(shí)間為50h,半導(dǎo)體生產(chǎn)線每個(gè)小時(shí)的產(chǎn)值為1500元,進(jìn)行一次預(yù)防性維修所需要的費(fèi)用為10000元,進(jìn)行一次事后維修的費(fèi)用為50000元。[9]根據(jù)式5我們計(jì)算得到的設(shè)備故障數(shù)Fk,代入到式子6中,利用Matlab程序我們可以得到:
給定不同的故障率修正參數(shù) 、不同預(yù)防性維修次數(shù)k經(jīng)過多次仿真實(shí)驗(yàn),根據(jù)半導(dǎo)體單機(jī)設(shè)備故障分布確定其最佳預(yù)防性維修周期T和預(yù)防性維修次數(shù)k及其對(duì)應(yīng)單位時(shí)間凈生產(chǎn)效益Y。仿真結(jié)果如圖3所示:
圖3故障率修正參數(shù)不同值時(shí)單位時(shí)間凈生產(chǎn)效益
數(shù)據(jù)除了說明對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修可以減少設(shè)備的故障數(shù),提高設(shè)備的性能,提高企業(yè)的生產(chǎn)效益,同時(shí)也說明了無論役齡回退參數(shù)取何值,都存在理論上的最佳預(yù)防性維修周期和次數(shù),最佳預(yù)防性維修周期和次數(shù)的求得和役齡回退參數(shù)的取得有非常大的關(guān)系,雖然我們只是在整個(gè)周期中取五個(gè)均勻的點(diǎn)來得到數(shù)據(jù),從而看出發(fā)展趨勢(shì),但是這已經(jīng)可以包括其他的情況了。至于對(duì)役齡回退參數(shù)的深入也是一個(gè)重要的話題,比如用平均分布,正態(tài)分布來描述,這些都是一些設(shè)想,能不能實(shí)現(xiàn)還需要進(jìn)一步討論,在本文中,由于知識(shí)水平有限,只能以離散點(diǎn)來描述役齡回退參數(shù)。
4結(jié)束語
設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修的時(shí)候,維修效果應(yīng)該是一個(gè)隨機(jī)效果,或是可以用一個(gè)區(qū)間來表達(dá),認(rèn)為每次預(yù)防性維修的時(shí)候,維修效果為T/2的可能性是最大,而0和T是最小的,所以在開始建模的時(shí)候,曾經(jīng)嘗試?yán)谜龖B(tài)分布來分析役齡回退參數(shù),但是在建模后進(jìn)行演示的時(shí)候,由于作者的學(xué)術(shù)水平和沒有得到一些具體數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)通過自己建立的模型最后得出的一些數(shù)據(jù)和現(xiàn)實(shí)中的一些數(shù)據(jù)是想違背的,所以只能放棄這種想法,但我深信,對(duì)役齡回退參數(shù)的深入研究可以使得我們建立起來的模型能夠更符合現(xiàn)實(shí)需要。
在研究過程,為了使得計(jì)算和算法方便,都是使用相同時(shí)間來確定每個(gè)周期,實(shí)際上由于每次預(yù)防性維修不能使得設(shè)備性能完全恢復(fù),所以設(shè)備每個(gè)周期的故障數(shù)都是一直在增加,這對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性來說都是不可取的,有學(xué)者曾經(jīng)提出不同時(shí)間周期的預(yù)防性維修方法,但未能提出一個(gè)準(zhǔn)確的解決方法,所以關(guān)于不同時(shí)間周期的預(yù)防性維修策略的建模也是以后繼續(xù)努力的方向。
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篇2
GLOBALFOUNDRIES是由超威(AMD)和Advanced Technology Investment Company (ATIC) 合資成立的一家新的先進(jìn)半導(dǎo)體制造公司。公司宣布正式開始營(yíng)運(yùn)，并闡述公司計(jì)劃推展深入的變革和擴(kuò)大在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的機(jī)會(huì)。GLOBALFOUNDRIES由經(jīng)驗(yàn)豐富的半導(dǎo)體管理團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)，包括執(zhí)行長(zhǎng)Doug Grose（前超威制造營(yíng)運(yùn)資深副總裁）和董事長(zhǎng)Hector Ruiz（前超威的執(zhí)行主席兼董事長(zhǎng)）。公司是唯一一家總部設(shè)在美國(guó)的全球半導(dǎo)體代工廠，營(yíng)運(yùn)初期全球約有2800名員工，總部在美國(guó)硅谷。
GLOBALFOUNDRIES將滿足超威的生產(chǎn)需求，并透過其龐大的全球代工服務(wù)為第三方客戶提供更強(qiáng)大的技術(shù)規(guī)劃。這意味著首度不僅限于高端微處理器制造商，GLOBALFOUNDRIE亦能夠運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)及早實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)芯片。
為了滿足產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期需要，GLOBALFOUNDRIES正著手計(jì)劃透過引進(jìn)第二座300mm生產(chǎn)設(shè)備（塊狀硅制程（bulk silicon）將在2009年年底投產(chǎn)），以擴(kuò)大其在德國(guó)德勒斯登（Dresden）的生產(chǎn)線。德勒斯登叢集（Dresden cluster）將易名為Fab 1，其中Module 1最初集中于生產(chǎn)高性能的45nm SOI技術(shù)，Module 2轉(zhuǎn)為32nm塊狀硅技術(shù)。
除了Fab 1，公司還計(jì)劃于2009年開始在紐約州Saratoga縣的Luther Forest Technology Campus，耗資42億美元建設(shè)新型先進(jìn)的32nm和功能更精細(xì)的生產(chǎn)設(shè)備。這個(gè)新設(shè)備將命名為Fab 2，預(yù)計(jì)將為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造大約1400個(gè)新的直接工作職位和5000多個(gè)間接工作職位。一旦投入營(yíng)運(yùn)，F(xiàn)ab 2將是美國(guó)唯一獨(dú)立管理的先進(jìn)半導(dǎo)體制造代工廠，扭轉(zhuǎn)制造業(yè)脫離美國(guó)的趨勢(shì)。
GLOBALFOUNDRIES由制程解決方案的領(lǐng)導(dǎo)廠商AMD和著重先進(jìn)技術(shù)機(jī)會(huì)的投資公司ATIC共同投資持有。
雖然經(jīng)濟(jì)衰退對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有負(fù)面影響，但這個(gè)產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展依舊強(qiáng)勁。面對(duì)不斷增加的成本和復(fù)雜性，越來越多的芯片制造商正在退出制造，改為求助于獨(dú)立代工廠以求獲得安全和外來的產(chǎn)能。同時(shí)，他們還尋找更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)以幫助提高其產(chǎn)品的性能、效率和成本。
篇3
英特爾的如意算盤 － 事業(yè)版圖大擴(kuò)張
拓分析，一向?qū)n-house先進(jìn)制程視為發(fā)展重心的英特爾，愿意敞開心房將業(yè)務(wù)外包給臺(tái)積電，透露出英特爾積極拓展?fàn)I運(yùn)版圖的企圖心。特別在面對(duì)強(qiáng)調(diào)“多樣”、“少量”和“Time to Market”三大特色的通信與消費(fèi)性市場(chǎng)時(shí)，如何滿足客戶各式各樣客制化需求及降低生產(chǎn)成本，便成為英特爾必須面對(duì)的當(dāng)務(wù)之急，此時(shí)找上具有高度制程彈性、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模和高良率優(yōu)勢(shì)的臺(tái)積電，可說其來有自。
與臺(tái)積電結(jié)盟的好處還不只這些，拓認(rèn)為英特爾將藉此調(diào)整產(chǎn)能，集中火力發(fā)展公司核心技術(shù)，降低因擴(kuò)充產(chǎn)能所產(chǎn)生的大量資本支出風(fēng)險(xiǎn)。此外拓也推測(cè)，在英特爾有意進(jìn)軍又愛又恨的山寨市場(chǎng)，又想保住“名門大廠”清譽(yù)的情況下，可能采取產(chǎn)品線切割方式，將中國(guó)山寨市場(chǎng)的相關(guān)訂單，委由臺(tái)積電代工生產(chǎn)；除了品牌效應(yīng)之外，透過臺(tái)積電OIP平臺(tái)服務(wù)開發(fā)不同性質(zhì)或小規(guī)模客戶也都是考慮重點(diǎn)。
臺(tái)積電的如意算盤 － 霸主地位無人敵
對(duì)臺(tái)積電而言，盡管客戶名單早已囊括全球一線大廠，但能夠和久攻不下的英特爾合作，更是意義非凡！首先，臺(tái)積電補(bǔ)齊了CPU代工這條產(chǎn)品線，更可迅速提升包括45nm以下的高階制程技術(shù)和產(chǎn)能利用率，未來在硅智財(cái)（IP）發(fā)展應(yīng)用上將更具競(jìng)爭(zhēng)力。
其次，這項(xiàng)合作案無疑是借著英特爾為臺(tái)積電專業(yè)代工和OIP商業(yè)模式“掛保證”，使得“臺(tái)積電式制造服務(wù)業(yè)”可望變成全球半導(dǎo)體制造新主流，臺(tái)積電在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的地位也更加堅(jiān)不可摧，未來接獲國(guó)際大廠委外訂單機(jī)會(huì)大增，可望率先掃除不景氣的陰霾，迎接景氣春天第一道曙光。臺(tái)積電獨(dú)特產(chǎn)業(yè)地位加上客戶遍布各領(lǐng)域，無疑是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇的領(lǐng)頭羊，同時(shí)也是觀察以出口為導(dǎo)向的臺(tái)灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，最重要先行指標(biāo)之一。
兩強(qiáng)連手全球受惠 － 復(fù)蘇號(hào)角已響起
半導(dǎo)體兩大巨頭和樂融融地同臺(tái)演出，臺(tái)面下卻免不了一波波暗潮洶涌！拓指出，不只英特爾必須承擔(dān)先進(jìn)制程技術(shù)可能外泄的風(fēng)險(xiǎn)，臺(tái)積電原有客戶如Qualcomm、nVidia以及Third Party合作伙伴如ARM等，也可能對(duì)彼此的合作關(guān)系產(chǎn)生疑慮，甚至因此另外尋求Second Source也不無可能，這也是臺(tái)積電歡慶事業(yè)版圖再下一城之時(shí)所必須意識(shí)的危機(jī)。
篇4
關(guān)鍵詞：服務(wù)器、半導(dǎo)體制冷、溫控
0 引言
在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，如大型服務(wù)器及服務(wù)集群等商業(yè)化的大規(guī)模計(jì)算服務(wù)中心，仍然需要高效的散熱及溫控技術(shù)來保證高精度的數(shù)據(jù)服務(wù)。這就需要必須采用高效的散熱技術(shù)來解決實(shí)際問題。對(duì)比常規(guī)的風(fēng)冷技術(shù)、水冷技術(shù)，半導(dǎo)體制冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提供了主動(dòng)的制冷方式，其散熱效果是其他技術(shù)無法比擬的，并且在半導(dǎo)體制冷的實(shí)際應(yīng)用中，證明了主動(dòng)的制冷散熱方式為服務(wù)器運(yùn)行的保障是具有實(shí)際效果的。但是，對(duì)于半導(dǎo)體制冷技術(shù)應(yīng)用的條件很嚴(yán)格，根據(jù)其技術(shù)的基礎(chǔ)情況，要從服務(wù)器環(huán)境管理、溫度監(jiān)測(cè)及控制、輔助散熱技術(shù)等多方面技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的環(huán)境管控。
1 服務(wù)器環(huán)境
1.1 服務(wù)器構(gòu)架復(fù)雜
服務(wù)器由于用途與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)并不相同，所以在服務(wù)器主板與其他服務(wù)器配件都與普通的計(jì)算機(jī)有所出入，服務(wù)器內(nèi)部構(gòu)造是與其主要用途決定的，所以很多服務(wù)器并非采用傳統(tǒng)的兼容構(gòu)架，而是根據(jù)其特定用途進(jìn)行設(shè)計(jì)的。例如：?jiǎn)我坏闹靼鍖?duì)多CPU的支持，多內(nèi)存，多顯卡，多外接設(shè)備等的支持。如圖1所示。
1.2 服務(wù)器空間有限
服務(wù)器的空間是由服務(wù)器機(jī)箱規(guī)格決定的，按照1U、2U、刀片服務(wù)器等不同規(guī)格決定，由于在有限的空間中需要放置更多的設(shè)備，所以決定不能將更大面積的散熱設(shè)備至于其中，這就決定了服務(wù)器散熱必須采用高效地的設(shè)備來解決實(shí)際問題。
1.3 服務(wù)器散熱方式
傳統(tǒng)的服務(wù)器散熱方式與普通PC機(jī)基本相同，主要由風(fēng)冷式散熱、水冷式散熱。其中：風(fēng)冷式散熱主要由導(dǎo)熱片和風(fēng)扇組成，導(dǎo)熱片多采用銅、鋁材質(zhì)的不同制程工藝制造，風(fēng)扇多為帶有溫控設(shè)計(jì)。風(fēng)冷散熱優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，但由于散熱方式?jīng)Q定了其效能不高，不能滿足要求較高的環(huán)境；水冷式散熱是將風(fēng)冷式的風(fēng)扇替換為液體，通過液體循環(huán)傳熱體質(zhì)達(dá)到散熱效果。
2 半導(dǎo)體制冷技術(shù)
2.1 半導(dǎo)體制冷的原理
熱電制冷是具有熱電能量轉(zhuǎn)換特性的材料，在通過直流電時(shí)具有制冷功能，由于半導(dǎo)體材料具有最佳的熱電能量轉(zhuǎn)換性能特性，所以人們把熱電制冷稱為半導(dǎo)體制冷。詳見圖2所示。半導(dǎo)體制冷是建立于塞貝克效應(yīng)、珀?duì)柼?yīng)、湯姆遜效應(yīng)、焦耳效應(yīng)、傅立葉效應(yīng)共五種熱電效應(yīng)基礎(chǔ)上的制冷新技術(shù)。其中，塞貝克效應(yīng)、帕爾貼效應(yīng)和湯姆遜效應(yīng)三種效應(yīng)表明電和熱能相互轉(zhuǎn)換是直接可逆的，另外兩種效應(yīng)是熱的不可逆效應(yīng)。
（1）塞貝克效應(yīng)， 1821年，塞貝克發(fā)現(xiàn)在用兩種不同導(dǎo)體組成閉合回路中，當(dāng)兩個(gè)連接點(diǎn)溫度不同時(shí)（T1
（2）珀?duì)柼?yīng)，珀?duì)柼?yīng)是塞貝克效應(yīng)的逆過程。由兩種不同材料構(gòu)成回路時(shí)，回路的一端吸收熱量，另一端則放出熱量。
（3）湯姆遜效應(yīng)，若電流過有溫度梯度的導(dǎo)體，則在導(dǎo)體和周圍環(huán)境之間將進(jìn)行能量交換。
（4）焦耳效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)由穩(wěn)定電流產(chǎn)生的熱量等于導(dǎo)體電阻和電流平方的乘積。
（5）傅立葉效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過均勻介質(zhì)沿某一方向傳導(dǎo)的熱量與垂直這個(gè)方向的面積和該方向溫度梯度的乘積成正比。
2.2 半導(dǎo)體制冷的效果測(cè)試
本文主要進(jìn)行 CPU 在只有風(fēng)扇情況下和CPU 在接入半導(dǎo)體制冷片時(shí)的試驗(yàn)： （ 1） CPU 在只有風(fēng)冷（ 風(fēng)扇） 情況下的散熱： 先把半導(dǎo)體制冷片從整個(gè)裝置中取出，將 CPU 直接貼在散熱器上，然后給 CPU 和電扇都接通直流電源，風(fēng)扇兩端電壓穩(wěn)定在 12V，CPU 兩端加電壓從 5V ～8V，每次增加 1V，用數(shù)據(jù)采集儀記錄在每個(gè)電壓下的CPU 從初始狀態(tài)到穩(wěn)態(tài)的溫度數(shù)據(jù)； （ 2） CPU 在接入半導(dǎo)體制冷片時(shí)的散熱： 把半導(dǎo)體制冷片放入裝置，冷端貼在 CPU 上，熱端貼在散熱器上，先給 CPU 和風(fēng)扇接通直流電源，風(fēng)扇兩端電壓仍穩(wěn)定在 12V。給 CPU 兩端加 5V 電壓，一段時(shí)間后給制冷片兩端加電壓 3V ～7V，每次增加 1V，記錄在每個(gè)制冷片輸入電壓下制冷片冷端和熱端從初態(tài)到穩(wěn)態(tài)的溫度數(shù)據(jù)，再分別給 CPU 兩端加 7 ～8V 電壓，進(jìn)行相同的操作。
在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，整個(gè)裝置除了風(fēng)冷裝置以外全部放入隔熱槽中，這樣熱量只能縱向傳導(dǎo)，所以整個(gè)問題可以近似為一維導(dǎo)熱問題。
2.3 試驗(yàn)結(jié)果的分析與討論
半導(dǎo)體制冷片的降溫效果詳見圖3 為 CPU 輸入電壓為 5. 0V 時(shí)，有無制冷片時(shí)的 CPU 溫度對(duì)比。有無制冷片時(shí)的 CPU 溫度隨時(shí)間變化曲線從圖中可明顯看出半導(dǎo)體制冷片對(duì) CPU 的降溫效果明顯。不接入制冷片時(shí)，CPU 溫度從室溫上升至平衡溫度而保持穩(wěn)定。當(dāng)制冷片接入時(shí)，CPU 溫度開始降低，約經(jīng)過 300s 后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。制冷片輸入電壓為 3. 0V 時(shí)，CPU 溫度從38. 7℃ 降至 25. 2℃ ，明顯低于了測(cè)量時(shí)的環(huán)境溫度。
3 總結(jié)
在計(jì)算機(jī)發(fā)展中，服務(wù)器的散熱環(huán)境是非常復(fù)雜的，對(duì)于傳統(tǒng)散熱方式與半導(dǎo)體制冷方式的對(duì)比可以直接反映出半導(dǎo)體制冷技術(shù)的優(yōu)越性。本文經(jīng)過分析，證明了半導(dǎo)體制冷技術(shù)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器中的實(shí)際應(yīng)用的可行性和其價(jià)值的體現(xiàn)。
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篇5
【關(guān)鍵詞】電子化工材料 半導(dǎo)體材料 晶體生長(zhǎng)技術(shù)
半導(dǎo)體材料的發(fā)展，是在器件需要的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，但從另一個(gè)角度來看，隨著半導(dǎo)體新材料的出現(xiàn)，也推動(dòng)了半導(dǎo)體新器件的發(fā)展。近幾年，電子器件發(fā)展的多朝向體積小、頻率高、功率大、速度快等幾個(gè)方面[1]。除了這些之外，還要求新材料能夠耐輻射、耐高溫。想要滿足這些條件，就要對(duì)材料的物理性能加大要求，同時(shí)，也與材料的制備，也就是晶體生長(zhǎng)技術(shù)有關(guān)。因此，在半導(dǎo)體材料的發(fā)展過程中，不僅要發(fā)展擁有特殊優(yōu)越性能的品種，還要對(duì)晶體發(fā)展的新技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)。
1 半導(dǎo)體電子器件需要的材料1.1 固體組件所需材料
目前，半導(dǎo)體電子所需要的材料依然是以鍺、硅為主要的材料，但是所用材料的制備方法卻不一樣，有的器件需要使用拉制的材料，還有的器件需要外延的材料，采用外延硅單晶薄膜制造的固體組件，有對(duì)制造微電路有著十分重要的作用。
1.2 快速器件所需材料
利用硅外延單晶薄膜或者外延鍺的同質(zhì)結(jié)，可以制造快速開關(guān)管。外延薄膜單晶少數(shù)載流子只能存活幾個(gè)微秒[2]，在制造快速開關(guān)管的時(shí)候，采用外延單晶薄膜來制造，就可以解決基區(qū)薄的問題。
1.3 超高頻和大功率晶體管的材料
超高頻晶體管對(duì)材料的載流子有一定的要求，材料載流子的遷移率要大，在當(dāng)前看來，鍺就是一種不錯(cuò)的材料，砷化鎵也是一種較好的材料，不過要先將晶體管的設(shè)計(jì)以及制造工藝進(jìn)行改變。大功率的晶體管就對(duì)材料的禁帶寬度有了一定的要求，硅的禁帶寬度就要大于鍺的禁帶寬度，碳化硅、磷化鎵、砷化鎵等材料，也都具有一定的發(fā)展前途。如果想要制造超高頻的大功率晶體管，就會(huì)對(duì)材料的禁帶寬度以及載流子遷移率都有一定的要求。但是，目前所常用的化合物半導(dǎo)體以及元素半導(dǎo)體，都不能完全滿足要求，只有固溶體有一定的希望。例如，砷化鎵-磷化鎵固溶體中，磷化鎵的含量為5%，最高可以抵抗500℃以上的高溫，禁帶寬度為1.7eV，當(dāng)載流子的濃度到達(dá)大約1017/cm3的時(shí)候，載流子的遷移率可以達(dá)到5000cm3/ v.s[3]，能夠滿足超高頻大功率晶體的需要。
1.4 耐熱的半導(dǎo)體材料
目前比較常見的材料主要有：氧化物、Ⅱ-Ⅵ族化合物、碳化硅和磷化鎵等。但是只有碳化硅的整流器、碳化硅的二極管以及磷化鎵的二極管能夠真正做出器件。因?yàn)椴牧媳旧淼闹委熅捅容^差，所以做出的器件性能也不盡人意。所以，需要對(duì)耐高溫半導(dǎo)體材料的應(yīng)用進(jìn)行更進(jìn)一步的研究，滿足器件的要求。
1.5 耐輻射的半導(dǎo)體材料
在原子能方面以及星際航行方面所使用的半導(dǎo)體電子器件，要有很強(qiáng)的耐輻照性。想要使半導(dǎo)體電子器件具有耐輻照的性能，就要求半導(dǎo)體所用的材料是耐輻照的。近幾年來，有許多國(guó)家都對(duì)半導(dǎo)體材料與輻照之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，研究的材料通常都是硅和鍺，但是硅和鍺的耐輻射性能并不理想。據(jù)研究表明，碳化硅具有較好的耐輻照性，不過材料的摻雜元素不同，晶體生長(zhǎng)的方式也就不一樣，耐輻照的性能也就不盡相同[4]，這個(gè)問題還需要進(jìn)一步研究。
2 晶體生長(zhǎng)技術(shù)
2.1 外延單晶薄膜生長(zhǎng)的技術(shù)
近年來，固體組件發(fā)展非常迅速，材料外延的雜質(zhì)控制是非常嚴(yán)格的，由于器件制造用光刻技術(shù)之后，對(duì)外延片的平整度要求也較高，在技術(shù)上還存在著許多不足。除了硅和鍺的外延之外，單晶薄膜也逐漸開展起來。使用外延單晶制造的激光器，可以在室內(nèi)的溫度下相干，這對(duì)軍用激光器的制造有著重要的意義。
2.2 片狀晶體的制備
在1964年的國(guó)際半導(dǎo)體會(huì)議中，展出了鍺的薄片單晶，這個(gè)單晶長(zhǎng)為2米，寬為8至9毫米，厚為0.3至0.5毫米，每一米長(zhǎng)內(nèi)厚度的波動(dòng)在100微米以內(nèi)，單晶的表面非常光滑并且平整，位錯(cuò)的密度為零[5]。如果在制造晶體管的時(shí)候，使用這種單晶薄片，就可以免去切割、拋光等步驟，不僅能夠減少材料的浪費(fèi)，還可以提升晶體表面的完整程度，從而提高晶體管的性能，增加單晶的利用率。對(duì)費(fèi)用的控制有重要的意義。
3 半導(dǎo)體材料的展望
3.1 元素半導(dǎo)體
到目前為止，硅、鍺單晶制備都得到了很大程度的發(fā)展，晶體的均勻性和完整性也都達(dá)到了比較高的水平，在今后的發(fā)展過程中，要注意以下幾點(diǎn)：①對(duì)晶體生長(zhǎng)條件的控制要更加嚴(yán)格；②注重晶體生長(zhǎng)的新形式；③對(duì)摻雜元素的種類進(jìn)行擴(kuò)展。晶體非常重要的一方面就是其完整性，晶體的完整性對(duì)器件有著較大的影響，切割、研磨等步驟會(huì)破壞晶體的完整度，經(jīng)過腐蝕之后，平整度也會(huì)受到影響。片狀單晶的完整度和平整度都要優(yōu)于晶體，能夠避免晶體的缺陷。使用片狀單晶制造擴(kuò)散器件，不僅能夠改善器件的電學(xué)性能，還可以降低器件表面的漏電率，所以，要對(duì)片狀單晶制備的研究進(jìn)行加強(qiáng)。
3.2 化合物半導(dǎo)體
化合物半導(dǎo)體主要有砷化鎵單晶和碳化硅單晶。通過幾年的研究發(fā)展，砷化鎵單晶在各個(gè)方面都得到了顯著的提高，但是仍然與硅、鍺有很大的差距，因此，在今后要將砷化鎵質(zhì)量的提升作為研究中重要的一點(diǎn)，主要的工作內(nèi)容有：①改進(jìn)單晶制備的技術(shù)，提高單晶的完整度和均勻度；②提高砷化鎵的純度；③提高晶體制備容器的純度；④通過多種渠道對(duì)晶體生長(zhǎng)和引入的缺陷進(jìn)行研究；⑤分析雜質(zhì)在砷化鎵中的行為，對(duì)高阻砷化鎵的來源進(jìn)行研究[6]。對(duì)碳化硅單晶的研制則主要是在完整性、均勻性以及純度等三個(gè)方面進(jìn)行。
4 結(jié)論
半導(dǎo)體器件的性能直接受半導(dǎo)體材料的質(zhì)量的影響，半導(dǎo)體材料也對(duì)半導(dǎo)體的研究工作有著重要的意義。想要提高半導(dǎo)體材料的質(zhì)量，就要將工作的質(zhì)量提高，提高超微量分析的水平，有利于元素純度的提高，得到超純的元素。要提高單晶制備所使用容器的純度。還要對(duì)材料的性能以及制備方法加大研究，促進(jìn)新材料的發(fā)展。半導(dǎo)體材料的發(fā)展也與材料的制備，也就是晶體生長(zhǎng)技術(shù)有關(guān)。因此，在半導(dǎo)體材料的發(fā)展過程中，不僅要發(fā)展擁有特殊優(yōu)越性能的品種，也要對(duì)晶體發(fā)展的新技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)。
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關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體工業(yè)廢水；雨污混接；氟離子濃度；污染特征因子
中圖分類號(hào)：X522文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16749944（2014）02019603
1引言
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在全球電子整機(jī)產(chǎn)品向中國(guó)轉(zhuǎn)移的過程中得到了快速發(fā)展，半導(dǎo)體企業(yè)紛紛在中國(guó)建立生產(chǎn)基地[1]。2006～2012年，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的銷售額由1726.8億增加至3528.5億元，占國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體市場(chǎng)的份額由30.4%上升到36.1%，其占國(guó)際市場(chǎng)的份額也由8.79%上升至19.56%[2]。半導(dǎo)體生產(chǎn)在給我國(guó)帶來經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)也帶來了新的環(huán)境問題。在半導(dǎo)體制造業(yè)生產(chǎn)過程中，氫氟酸被大量使用。氫氟酸由于其氧化性和腐蝕性已成為氧化和刻蝕工藝中使用到的主要溶劑，同時(shí)在芯片制造、化學(xué)機(jī)械研磨、清洗硅片及相關(guān)器皿過程中也多次用到[3]，因此半導(dǎo)體工業(yè)廢水中往往含有較高濃度的氟離子。過高的氟離子進(jìn)入水體不僅會(huì)對(duì)人體的牙齒、骨骼及生殖系統(tǒng)造成危害[4，5]，同時(shí)也會(huì)影響植物對(duì)磷的吸收，增強(qiáng)金屬鋁在土壤中的溶解，導(dǎo)致氟、鋁對(duì)植物的雙重危害[6～8]。
為進(jìn)一步改善水體水質(zhì)，我國(guó)很多城市雖已投入大量人力、物力和財(cái)力將合流制排水系統(tǒng)改造為分流制排水系統(tǒng)，但上海、武漢及深圳等城市的實(shí)際運(yùn)行效果并不明顯，其中雨污混接是重要原因[9～11]，而工業(yè)廢水正是重要的雨污混接類型之一。本文擬探索將氟離子作為半導(dǎo)體工業(yè)廢水的污染特征因子，以便為后續(xù)雨污混接系統(tǒng)混接溯源、混接水量比例計(jì)算和改造工程的順利進(jìn)行提供技術(shù)指導(dǎo)。
2實(shí)驗(yàn)及樣品分析方法
2.1實(shí)驗(yàn)用水來源
實(shí)驗(yàn)用水為上海市有代表性的集成電路和印制電路板等半導(dǎo)體工業(yè)企業(yè)處理后的生產(chǎn)廢水、某獨(dú)立排水系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的地下水、地表水（周圍河水）及雨水泵站末端出流。
2.2樣品采集方法
借鑒EPA針對(duì)污染特征因子的采樣方法，在半導(dǎo)體企業(yè)正常生產(chǎn)時(shí)期內(nèi)，每半小時(shí)在總排口進(jìn)行水樣采集，共采集20個(gè)批次有效水樣；
其它類型的水樣為每小時(shí)采集一次，共采集10個(gè)批次有效水樣，且水樣采集前48h和采集時(shí)間內(nèi)為晴天[12]。
2.3實(shí)驗(yàn)儀器
分析儀器：FA2004N電子天平、Agilent720ES等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）、紫外分光光度計(jì)、磁力攪拌器、移液槍、滴定儀、雷磁PXSJ-216型氟離子計(jì)等。
2.4分析項(xiàng)目及檢測(cè)方法
CODCr、氨氮、硬度、表面活性劑、氰化物等采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行檢測(cè)，氟離子濃度采用氟離子計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，銅、鋅等金屬離子用ICP檢測(cè)。
3試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1不同類型水質(zhì)中氟離子濃度比較
半導(dǎo)體工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)過物化和生化處理后，氟離子濃度雖然可以達(dá)到上海市半導(dǎo)體行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，但其數(shù)值仍然相對(duì)較大。
如圖1所示，印制電路板企業(yè)處理后的生產(chǎn)廢水氟離子濃度為1.55～11.64 mg/L，集成電路企業(yè)廢水處理后氟離子濃度為6.92～11.99 mg/L，這與戴榮海等得出的集成電路產(chǎn)業(yè)廢水處理后氟離子濃度的水平是相當(dāng)?shù)腫13]。雖然其總體已滿足達(dá)標(biāo)排放的要求，但相較其它類型的水體，氟離子濃度是異常的高。如圖2所示，地表水、生活污水、地下水中氟離子濃度雖各在一定的范圍內(nèi)，但其總體水平都很低，均值濃度不超過2 mg/L，遠(yuǎn)低于半導(dǎo)體工業(yè)企業(yè)廢水中氟離子濃度。
3.2氟離子作為半導(dǎo)體工業(yè)廢水污染特征因子的可行性分析
目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于半導(dǎo)體工業(yè)廢水的污染特征因子研究很少或沒有。美國(guó)EPA雨水系統(tǒng)混接調(diào)查技術(shù)指南中也只是羅列出部分工業(yè)生產(chǎn)過程中可能的污染特征因子，如表1所示。根據(jù)半導(dǎo)體工業(yè)企業(yè)的一般工藝過程，氟離子是可能的污染特征因子之一，同時(shí)鉻、銅、鋅和氰化物等也可能成為污染特征因子。
3.3氟離子濃度指標(biāo)用于半導(dǎo)體工業(yè)廢水雨污混接比
4結(jié)論與建議
（1）氟離子濃度可作為以印制電路板和集成電路為主的半導(dǎo)體工業(yè)廢水的污染特征因子，其濃度均值為7.3 mg/L，遠(yuǎn)高于其它類型的水質(zhì)。
（2）氟離子濃度可作為半導(dǎo)體工業(yè)廢水污染特征因子用于雨污混接問題中混接水量的計(jì)算，但由于在混接類型的確定過程中進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，且濃度數(shù)據(jù)是以均值代入，因此只能得到相對(duì)比較接近的混接水量比例。
（3）針對(duì)以印制電路板和集成電路為主的半導(dǎo)體工業(yè)廢水，可應(yīng)用氟離子濃度作為污染特征因子用于雨污混接的混接源診斷。若要計(jì)算混接水量比例，需事先對(duì)研究范圍內(nèi)的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行分析，同時(shí)還需選擇相對(duì)獨(dú)立的排水系統(tǒng)，便于水量和污染特征因子的守恒計(jì)算。
（4）嚴(yán)控半導(dǎo)體工業(yè)廢水的排放，以防止其混入雨水管網(wǎng)或其它水體中，造成高濃度的氟離子威脅人體健康和危害生態(tài)環(huán)境的不良影響。 參考文獻(xiàn)：
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篇7
【關(guān)鍵詞】節(jié)能環(huán)保；空調(diào)結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)
0 前言
近年來夏季各地不斷升溫，使得人們對(duì)空調(diào)的需求量也越來越大，而且使用頻率也會(huì)升高。人們大范圍高頻率地使用空調(diào)，對(duì)電能的消耗也越來也多，增加了日常消費(fèi)，對(duì)環(huán)境有一定的破壞，且傳統(tǒng)空調(diào)的降溫效果一般，對(duì)節(jié)能環(huán)保空調(diào)的設(shè)計(jì)成為必然的趨勢(shì)。
1 節(jié)能環(huán)保空調(diào)的發(fā)展
空調(diào)的出現(xiàn)得益于20世紀(jì)六七十年代，美國(guó)為解決罕見的干旱炎熱，首次使用風(fēng)冷式冷水機(jī)以求達(dá)到降溫的目的。自此，人們開始尋求更好的降溫方法，不斷研制出來各種類型的空氣制冷器，最后就發(fā)展成為了空調(diào)。傳統(tǒng)的空調(diào)機(jī)，通過風(fēng)扇的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)扇周圍的空氣迅速冷卻并隨著風(fēng)力進(jìn)行不斷地循環(huán)更替最終達(dá)到了降溫的目的，但傳統(tǒng)的空調(diào)對(duì)資源的浪費(fèi)較大，而且在制冷過程中一般會(huì)使用氟氯昂，并散發(fā)出大量的熱能，加劇了全球變暖和臭氧層的破壞。近年來，隨著科學(xué)環(huán)保的倡議，節(jié)能環(huán)保的空調(diào)機(jī)開始出現(xiàn)，現(xiàn)階段的空調(diào)器比傳統(tǒng)的對(duì)環(huán)境的破壞小，且更加舒適滿足人們的需求。
2 節(jié)能環(huán)保空調(diào)的特征和使用范圍
隨著人們的節(jié)能環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保成為必然要求。現(xiàn)階段的節(jié)能環(huán)保空調(diào)呈現(xiàn)出操作簡(jiǎn)單方便，體積輕巧方便，外觀設(shè)計(jì)更加具有藝術(shù)品位，工作效率高且節(jié)約電能的特點(diǎn)，為人們的生活節(jié)約了開支，更加滿足人們的需求，給人們帶來了舒適。節(jié)能環(huán)保空調(diào)更多地應(yīng)用于制造業(yè)、加工業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)和公用產(chǎn)業(yè)等。在制造業(yè)方面，制造業(yè)的生產(chǎn)線比較長(zhǎng)且包含的各類部門較多，大量的空調(diào)使用將成為一項(xiàng)必要的開支，節(jié)能環(huán)保空調(diào)的廣泛使用將會(huì)節(jié)省一部分的開支。加工業(yè)、文化娛樂產(chǎn)業(yè)以及公用產(chǎn)業(yè)同制造業(yè)一樣，產(chǎn)業(yè)鏈比較長(zhǎng)，日常開支較大，其中空調(diào)的使用就是一項(xiàng)必要的開支，因此使用節(jié)能環(huán)保的空調(diào)是這些產(chǎn)業(yè)的最佳選擇，不僅節(jié)省開支還能節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境。
3 節(jié)能環(huán)保空調(diào)的工作原理
如圖1所示，當(dāng)節(jié)能空調(diào)在工作時(shí)，內(nèi)部的微電子控制器就會(huì)開始運(yùn)轉(zhuǎn)并開始進(jìn)行第一次制冷工作。微電子控制器在工作過程中通過直流電流為半導(dǎo)體進(jìn)行通電，當(dāng)半導(dǎo)體與微電子控制器之間順利通電后半導(dǎo)體的冷端就開始對(duì)冷媒水進(jìn)行初級(jí)制冷。這一步驟完成后，溴化鋰制冷器開始工作，通過與發(fā)熱端的順利連接以對(duì)初級(jí)制冷后的冷媒水進(jìn)行吸收的方式進(jìn)行第二次制冷工作。當(dāng)兩個(gè)階段的制冷達(dá)到一定層次后，水泵會(huì)對(duì)產(chǎn)生的冷量進(jìn)行吸收并使其出現(xiàn)出散射的水簾狀，此時(shí)，空調(diào)機(jī)的制冷開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎舭l(fā)式。當(dāng)空調(diào)機(jī)外部的熱空氣遇到散射狀的水簾后氣溫開始下降，而且外界熱空氣經(jīng)過水簾后所含有的雜質(zhì)也會(huì)被過濾。制冷工作便不斷循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，為人們達(dá)到降溫的效果。當(dāng)外界空氣濕度較大時(shí)，空調(diào)內(nèi)部的傳感器將會(huì)對(duì)外界空氣的濕度進(jìn)行檢測(cè)其后通過換向閥將經(jīng)過冷卻處理的冷媒水釋放到空氣散熱器，外部的熱空氣在空氣散熱器的熱交換作用下實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部空氣的降溫和除濕。因此，外界空氣的濕度狀況也會(huì)影響著空調(diào)機(jī)的制冷效果。節(jié)能環(huán)保空調(diào)在工作過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)水的反復(fù)利用，且精簡(jiǎn)了內(nèi)部裝置提高了工作效率，節(jié)約了大量的水資源以及其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)裝置的制作原料，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。
4 節(jié)能環(huán)保空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 溴化鋰吸收式制冷模塊
在溴化鋰吸收式制冷模塊設(shè)計(jì)中，因?yàn)樗哪厅c(diǎn)高，汽化大且無毒，因此被用來作為制冷劑，環(huán)保安全。當(dāng)水在0℃時(shí)就會(huì)結(jié)冰，因此溴化鋰制冷循環(huán)模塊只適用于0℃以上的空調(diào)制冷系統(tǒng)中。溴化鋰是一種特性類似于氯化鈉的穩(wěn)定物質(zhì)，在大氣下不易揮發(fā)變質(zhì)，但易容于水，在常溫下為無色的帶有咸苦味的晶體。在溴化鋰溶液中，水是制冷劑，溴化鋰溶液則是吸收劑。溴化鋰吸收式制冷模塊反應(yīng)全過程是利用了溴化鋰水溶液能夠在低溫時(shí)迅速大量吸收水蒸氣，在高溫時(shí)將所吸收的水蒸氣再釋放出來最終順利完成循環(huán)過程的這一特性。在溴化鋰吸收式制冷模塊中包括發(fā)生過程、冷凝過程、節(jié)流過程和蒸發(fā)、吸收過程。發(fā)生過程：吸收器中的溴化鋰稀溶液被溶液泵抽吸，在吸收劑熱交換器內(nèi)進(jìn)行加熱升溫后送達(dá)發(fā)生器。發(fā)生器內(nèi)的稀溴化鋰溶液在加熱后進(jìn)行沸騰，冷劑水在該過程中被以水蒸氣的形式蒸發(fā)出來。冷凝過程：在發(fā)生過程中排放出去的冷劑水蒸氣進(jìn)入冷凝器中，在淋灑作用下冷劑水蒸氣在冷凝器外部釋放凝結(jié)熱并凝結(jié)為水狀。釋放出的凝結(jié)熱被管簇內(nèi)的冷卻水吸收，熱量通過冷卻水散入制冷系統(tǒng)外部。節(jié)流過程：冷凝器中的冷劑水通過U型管節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)部。U型管在該過程中起到了水封和控制水流量與氣壓的作用，保證了節(jié)流過程的順利進(jìn)行。蒸發(fā)過程：由于蒸發(fā)器中壓力的不穩(wěn)定，使得從冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器的冷劑水部分出現(xiàn)閃發(fā)狀況，出現(xiàn)閃發(fā)狀況的冷劑水則會(huì)通過蒸發(fā)器管簇積聚到蒸發(fā)器的水盤里，在蒸發(fā)器水泵作用下水盤中的冷劑水噴在蒸發(fā)器的管簇外，同時(shí)吸收熱量變?yōu)樗魵庾詈筮M(jìn)入吸收器中。蒸發(fā)器中被冷卻后的冷媒水，在冷媒水泵的作用下到達(dá)經(jīng)降溫的水簾處進(jìn)行蒸發(fā)式制冷。吸收過程：發(fā)生器中的溴化鋰溶液經(jīng)加熱下水分成為冷劑蒸汽，溶液則變?yōu)闈馊芤骸Ｔ趬毫ψ饔孟拢寤嚌馊芤涸诹鹘?jīng)吸收劑熱交換器時(shí)被來自發(fā)生器的低溫稀溶液經(jīng)吸熱降溫處理后再次進(jìn)入吸收器，與吸收器中的溶液混合成為一定濃度的溴化鋰溶液，同時(shí)吸收從蒸發(fā)器出來的冷劑蒸汽使溶液濃度降低。最終溶液由中濃度溶液變成稀溶液，經(jīng)溶液泵到達(dá)發(fā)生器內(nèi)部。
4.2 半導(dǎo)體制冷模塊
在半導(dǎo)體制冷模塊中，選用傳熱性能符合標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體制冷片，在運(yùn)行過程中避免水與半導(dǎo)體制冷片的直接接觸。半導(dǎo)體制冷片充當(dāng)著熱傳遞的工具。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料結(jié)成熱電偶，當(dāng)電流通過時(shí)，兩端會(huì)進(jìn)行熱量的相互轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生溫差形成冷熱端。當(dāng)兩端溫度達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)，采用散熱等方式降低熱端的溫度實(shí)現(xiàn)低溫。微電子控制器在控制半導(dǎo)體制冷片制冷過程中，在冷端利用半導(dǎo)體制冷片對(duì)水進(jìn)行直接制冷降溫，在熱端則使用觸發(fā)吸收式制冷。之后采用水散熱的方式對(duì)半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行降溫。當(dāng)完成對(duì)水的第一次降溫后，水將被儲(chǔ)藏起來，便于在下一步制冷時(shí)循環(huán)使用。
在節(jié)能環(huán)保空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將水作為制冷劑循環(huán)使用，既提高了工作效率又節(jié)約了電能和水資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保。
5 節(jié)能環(huán)保空調(diào)的優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新
節(jié)能環(huán)保空調(diào)巧妙地利用了半導(dǎo)體制冷以及溴化鋰吸收式制冷的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。在半導(dǎo)體制冷模塊中，在對(duì)水進(jìn)行初級(jí)制冷時(shí)利用了半導(dǎo)體制冷片和溴化鋰溶液進(jìn)行吸制冷，利用效率高且無毒安全。最重要的是節(jié)省了大量的電能，并對(duì)制冷過程中的熱量進(jìn)行有效控制降低了全球變暖的速度保護(hù)了環(huán)境。節(jié)能環(huán)保空調(diào)也變得更加輕巧利于操作，零部件的精確度高延長(zhǎng)了空調(diào)的使用壽命。
6 結(jié)語
節(jié)能環(huán)保空調(diào)的設(shè)計(jì)與使用符合了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，既有利于節(jié)約電能資源，減少能源消耗，降低成本，同時(shí)方便人們的生活保護(hù)了環(huán)境，節(jié)能環(huán)保空調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將成為今后發(fā)展的必然趨勢(shì)。
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篇8
mems即微機(jī)電系統(tǒng)（英語：MicroelectromechanicalSystems，縮寫為MEMS）是將微電子技術(shù)與機(jī)械工程融合到一起的一種工業(yè)技術(shù)，它的操作范圍在微米范圍內(nèi)。比它更小的，在納米范圍的類似的技術(shù)被稱為納機(jī)電系統(tǒng)。
微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS,Micro-Electro-MechanicSystem）是一種先進(jìn)的制造技術(shù)平臺(tái)。它是以半導(dǎo)體制造技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。MEMS技術(shù)采用了半導(dǎo)體技術(shù)中的光刻、腐蝕、薄膜等一系列的現(xiàn)有技術(shù)和材料，因此從制造技術(shù)本身來講，MEMS中基本的制造技術(shù)是成熟的。但MEMS更側(cè)重于超精密機(jī)械加工，并要涉及微電子、材料、力學(xué)、化學(xué)、機(jī)械學(xué)諸多學(xué)科領(lǐng)域。它的學(xué)科面也擴(kuò)大到微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理學(xué)的各分支。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
篇9
東京地鐵車廂里，兩耳緊塞耳機(jī)全神貫注聽音樂是持續(xù)了十幾年的最常見的乘客姿態(tài)，而如今，拿著iPod看圖像、看手機(jī)短信成了另外一種風(fēng)景。電器商店里的磁帶已經(jīng)基本消失，CD也在減少。從1G到160G的iPod，在東京的價(jià)格要比北京中關(guān)村的便宜不少，讓來這里的中國(guó)年輕游客一個(gè)勁地刷卡購買。翻開報(bào)紙，有關(guān)大型半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置投資的報(bào)道比比皆是……一個(gè)使用閃存技術(shù)的新時(shí)代的腳步聲，已經(jīng)在東京的街頭震響得十分清晰。
當(dāng)然，以上只是街頭的景色。采訪日本經(jīng)濟(jì)界，話題更多地會(huì)集中到原油與日元升值上。能源環(huán)境在不斷變化，今后能在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定供應(yīng)能源的企業(yè)，必能獲得比其他企業(yè)更有保障的收益，這是日本企業(yè)界的共識(shí)。
這兩年東芝在閃存及能源技術(shù)上集中了更多的經(jīng)營(yíng)資源，受到了世間注目。東芝的選擇與集中，代表了日本綜合電氣廠家在經(jīng)營(yíng)上的一個(gè)趨勢(shì)。
怒濤般的半導(dǎo)體投資
“我們的目標(biāo)是成為世界上最大的動(dòng)力半導(dǎo)體廠家。”東芝全球總裁西田厚聰在10月15日說。這天東芝的子公司加賀東芝半導(dǎo)體工廠正式竣工，日本前首相森喜朗特意從東京趕到加賀，參加這個(gè)投資550億日元的工廠竣工儀式，西田總裁說這句話的時(shí)候，森喜朗就在他旁邊。
“動(dòng)力半導(dǎo)體”是在通訊設(shè)備、汽車電源及開關(guān)上使用的半導(dǎo)體，不屬日常消費(fèi)產(chǎn)品，但在產(chǎn)業(yè)方面使用得非常廣泛――市場(chǎng)規(guī)模最大的半導(dǎo)體產(chǎn)品首先是電腦用半導(dǎo)體部件，其次就是動(dòng)力半導(dǎo)體了。東芝的目標(biāo)是在2009年拿下動(dòng)力半導(dǎo)體世界第一的寶座。
2008年，東芝計(jì)劃將拿下NAND閃存的世界首位。過去我們對(duì)NAND的了解不多，但現(xiàn)在到電子市場(chǎng)上看看，iPod的一款產(chǎn)品就直接取名為NAND，讓我們對(duì)這種可以直接用來存儲(chǔ)文件、圖片、音樂、電影的半導(dǎo)體產(chǎn)品多少有了一些感性認(rèn)識(shí)。
國(guó)際市場(chǎng)上NAND閃存的最大廠家是韓國(guó)三星電子，掌握著45.1%的全球市場(chǎng)，東芝位居第二，目前占有29.0%。2007年9月，東芝在日本三重縣四日市設(shè)立的半導(dǎo)體第四工廠竣工，NAND的生產(chǎn)能力大大加強(qiáng)，日本業(yè)內(nèi)認(rèn)為，2008年東芝取代三星躍居首位的局勢(shì)已經(jīng)非常明了。
NAND也通過“記憶單元”來進(jìn)行存儲(chǔ)。傳統(tǒng)上1個(gè)單元記憶1比特的信息量。西田總裁11月1日在北京接受《經(jīng)濟(jì)》記者專訪時(shí)說：“我們采用了多值化技術(shù)，讓1個(gè)單元原來只能記憶1比特的內(nèi)容，增加到了4比特、8比特。”換句話說，是東芝的技術(shù)讓信息記憶量出現(xiàn)了高性能化，在記憶能力增加以后，東芝首先在產(chǎn)品技術(shù)上超越了三星，而在生產(chǎn)規(guī)模上超越三星已經(jīng)在目標(biāo)范圍之內(nèi)。
令新聞媒體更加注目的是東芝對(duì)索尼超高性能半導(dǎo)體制造設(shè)備的收購。10月18日，東芝與索尼基本上達(dá)成了協(xié)議。這筆錢花得很合算。首先索尼的設(shè)備主要應(yīng)用在超薄電視、數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)上使用的邏輯IC，東芝原本在國(guó)際市場(chǎng)上占有的位置不高（第7位，市場(chǎng)占有率3.8%），但收購索尼（第5位，4.1%）以后，粗略計(jì)算，東芝的市場(chǎng)占有率能達(dá)到7.9%，與第1位的英特爾（8.0%）僅有半步之遙。其次，索尼是邏輯IC的大用戶，東芝收購索尼設(shè)備后，產(chǎn)品主要還是提供給索尼，在銷售上并不用去花太大的精力去開拓市場(chǎng)。
東芝在動(dòng)力半導(dǎo)體、NAND閃存、邏輯IC等半導(dǎo)體領(lǐng)域怒濤般的投資，“在很大程度上是吸取了DRAM投資方面的教訓(xùn)。”西田總裁對(duì)《經(jīng)濟(jì)》說。DRAM主要用在電腦存儲(chǔ)方面，本來東芝掌握了技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開始時(shí)投資力度不夠，后來準(zhǔn)備與NEC實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)上的統(tǒng)合，但最終未能談成，2001年不得不從該領(lǐng)域撤了出來。到了新一代半導(dǎo)體時(shí)代，東芝接手索尼制造設(shè)備，該斷則斷，態(tài)度果決，在新一代半導(dǎo)體方面搶占要津，已經(jīng)是東芝經(jīng)營(yíng)的一個(gè)很大的特點(diǎn)。
把能源當(dāng)成企業(yè)收益的
另一個(gè)支柱
關(guān)于東芝收購美國(guó)核能企業(yè)西屋的事，已經(jīng)在中國(guó)媒體上有了很多的報(bào)道。但東芝在能源方面的新動(dòng)向，知道的人恐怕還不多。
東芝把二氧化碳減排技術(shù)的重點(diǎn)突擊方向放在了核能和降低能耗上。《經(jīng)濟(jì)》數(shù)次采訪西田總裁，每次談到二氧化碳減排時(shí)，他都強(qiáng)調(diào)核電站在這個(gè)方面的重要作用。提高核電在發(fā)電中的比率，對(duì)實(shí)現(xiàn)減排、保持穩(wěn)定的電力供應(yīng)，意義重大。
西田總裁也談到了西屋公司在中國(guó)的項(xiàng)目進(jìn)展情況。以日本企業(yè)現(xiàn)有的技術(shù)能力，今后增大在中國(guó)的項(xiàng)目數(shù)量，只要中國(guó)方面提出明確的目標(biāo)，由日本企業(yè)來完成這些項(xiàng)目，在設(shè)備制造能力方面，應(yīng)該說問題不大。估計(jì)到2020年以后，中國(guó)的核電站數(shù)目達(dá)到30座或者更多時(shí)，核原料的采購有可能出現(xiàn)鋼鐵業(yè)一樣的局面，受到國(guó)際市場(chǎng)的嚴(yán)重制約。而東芝在核原料方面的新舉措，值得中國(guó)重視。
東芝在謀求全面占有核電技術(shù)。在核發(fā)電方面，世界上使用最多的技術(shù)主要有兩種：壓水堆型(PWR)與沸水堆型(BWR)。東芝本來只有沸水堆型核電技術(shù)，但在以54億美元的價(jià)格收購西屋公司后，手中同時(shí)握有這兩種主要技術(shù)。西田總裁說：“這樣一來，東芝在半導(dǎo)體事業(yè)之外，有了一個(gè)能讓企業(yè)獲得穩(wěn)定收益的新的支柱。”
東芝不僅保有了相關(guān)的所有技術(shù)，還是發(fā)電設(shè)備的最重要的廠家。東芝在獲取核電項(xiàng)目的同時(shí)，還能為這些項(xiàng)目在發(fā)電、變電、輸電等各個(gè)方面提供設(shè)備配套。
東芝在核電方面的追求還不僅停留于此。今年8月，東芝參與了哈薩克斯坦哈拉桑礦山項(xiàng)目。該礦山自2007年開始試驗(yàn)性生產(chǎn)鈾原料，計(jì)劃到2014年讓產(chǎn)能達(dá)到5000噸，其中2000噸出口到日本。參加該礦山開發(fā)，享有該礦山權(quán)益的有日本企業(yè)東京電力、中部電力、東北電力、丸紅等，東芝從貿(mào)易公司丸紅那里取得了一部分權(quán)益，每年最多可以得到600噸的鈾原料。600噸只相當(dāng)于日本3到4座核電站一年的使用量，并不算大，但卻是東芝從技術(shù)到設(shè)備制造，再到核原料的全盤發(fā)展的一個(gè)象征。
半導(dǎo)體產(chǎn)品在向新的一代轉(zhuǎn)變，2008年將是這種轉(zhuǎn)變?nèi)骘@現(xiàn)的一年，無論是在汽車零部件中，還是手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板電視，再到新的iPod，半導(dǎo)體日益深入到人們的生活中。
篇10
分散的數(shù)據(jù) 痛苦的分析
“半導(dǎo)體制造與傳統(tǒng)制造業(yè)相比，具有其行業(yè)特殊性，比如產(chǎn)品類型多樣，生產(chǎn)制造工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴且折舊費(fèi)用高，質(zhì)量控制要求嚴(yán)格等等。”飛索半導(dǎo)體(中國(guó))有限公司CIO趙子江開門見山的指出。“尤其是OEE(Overall Equipment Efficiency，設(shè)備使用效率)等生產(chǎn)指標(biāo)，對(duì)公司業(yè)務(wù)發(fā)展具有極大的影響。”
作為全球最大的專門從事閃存開發(fā)、生產(chǎn)和營(yíng)銷的高科技跨國(guó)企業(yè)，飛索半導(dǎo)體順應(yīng)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)向亞太地區(qū)尤其是大陸轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，在中國(guó)蘇州工業(yè)園成立了獨(dú)資子公司飛索半導(dǎo)體(中國(guó))有限公司，主要負(fù)責(zé)閃存系列產(chǎn)品的制造和研發(fā)等工作。借助信息化手段優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理水平、提高生產(chǎn)制造效率，更高效地滿足客戶需求，成為飛索半導(dǎo)體(中國(guó))從管理層到IT部門的共識(shí)。
“我們從2006年就開始部署MES(Manufacturing Executing System，制造執(zhí)行系統(tǒng))，但在實(shí)際與業(yè)務(wù)結(jié)合過程中，原有平臺(tái)的不足日益顯現(xiàn)出來。”趙子江回憶到。“原有系統(tǒng)下，各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分散于各個(gè)子系統(tǒng)，甚至包含大量文本格式的數(shù)據(jù)。管理和查詢非常復(fù)雜和煩瑣。
舉例來說，管理者要查看OEE情況，在過去，就需要IT人員首先開發(fā)一系列的ETL Jobs，將不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到創(chuàng)建的數(shù)據(jù)集市中，然后需要大量編碼實(shí)現(xiàn)用戶所需格式的圖表和數(shù)據(jù)報(bào)告。即使這樣，提供的報(bào)告靈活性和操作性以及數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性都難以得到保證。IT部門做一個(gè)報(bào)告要花費(fèi)大量時(shí)間在基礎(chǔ)性工作上，響應(yīng)時(shí)間很長(zhǎng)，甚至成為創(chuàng)建報(bào)告的一個(gè)瓶頸。”
在瞬息萬變的市場(chǎng)環(huán)境下，管理者和決策人員需要實(shí)時(shí)關(guān)注和了解生產(chǎn)過程中各種數(shù)據(jù)(例如生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工程數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)等)，以及生產(chǎn)周期(Cycle Time)設(shè)備使用效率、單位成本(Unit Cost)等關(guān)鍵指標(biāo)。只有這樣，才能準(zhǔn)確分析問題原因，及時(shí)制定相應(yīng)措施，讓昂貴的半導(dǎo)體生產(chǎn)線充分發(fā)揮效力。
在這種情況下，借助先進(jìn)的商務(wù)智能平臺(tái)來快速有效的整合不同系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，使得企業(yè)不同層次的管理者能夠迅速方便的獲得生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)告，已成為擺在飛索半導(dǎo)體(中國(guó))面前最緊迫的任務(wù)。
統(tǒng)一整合 簡(jiǎn)化報(bào)表
在決心實(shí)施BI之后，飛索半導(dǎo)體(中國(guó))開始結(jié)合自身情況，對(duì)不同的BI解決方案進(jìn)行綜合評(píng)估。最終，全球領(lǐng)先的BI軟件提供商Business Objects公司提供的全面BI解決方案，滿足了飛索半導(dǎo)體企業(yè)的需求。趙子江說：“我們對(duì)不同公司的BI解決方案進(jìn)行了全面的對(duì)比，通過對(duì)公司實(shí)力、性價(jià)比、產(chǎn)品表現(xiàn)、用戶界面和后續(xù)支持服務(wù)等多方面的綜合評(píng)估之后，我們最終選擇了Business Objects作為BI項(xiàng)目的合作伙伴”。
Business Objects專家在研究了飛索半導(dǎo)體的業(yè)務(wù)需求和IT現(xiàn)狀后，為其提供了一套BI整體解決方案，采用主要產(chǎn)品包括BusinessObjects Enterprise XI、Crystal Report和Xcelsius等。
在實(shí)施方面，BusinessObjects Enterprise XI作為該項(xiàng)目的報(bào)告平臺(tái)，通過ETL程序以及其它相關(guān)工具將數(shù)據(jù)整合到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉庫；Crystal Report和Xcelsius則作為報(bào)告工具，基于數(shù)據(jù)倉庫以及BusinessObjects Enterprise XI平臺(tái)，查詢顯示相關(guān)報(bào)告，供用戶瀏覽。未來，該項(xiàng)目還將部署據(jù)整合工具、Web Intelligence等工具，為BI平臺(tái)提供更完整的架構(gòu)。
趙子江簡(jiǎn)要介紹整體項(xiàng)目，可分為以下四個(gè)階段。
第一階段，主要解決過去各種系統(tǒng)的固定報(bào)表問題，為用戶提供友好的高效的報(bào)表系統(tǒng)以及入口。
第二階段，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)整合以及數(shù)據(jù)質(zhì)量工具進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，建立并完善生產(chǎn)及工程數(shù)據(jù)倉庫。
第三階段，建立BI上層應(yīng)用體系，包括基于多維數(shù)據(jù)的靈活報(bào)表，儀表板，績(jī)效管理等。 第四階段，實(shí)現(xiàn)通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)各種生產(chǎn)活動(dòng)以及其它商務(wù)活動(dòng)提供決策支持，包括質(zhì)量控制、設(shè)備利用率、成本等等。
據(jù)介紹，從2006年初開始，隨著MES項(xiàng)目的實(shí)施，BI項(xiàng)目也開始部署，第一階段已經(jīng)于2008年4月完成。項(xiàng)目采取邊建設(shè)邊修訂邊應(yīng)用的分步走策略，首先針對(duì)MES系統(tǒng)關(guān)注于生產(chǎn)線效率以及設(shè)備有效利用率等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前一些生產(chǎn)現(xiàn)狀報(bào)告，以及機(jī)器設(shè)備跟蹤的數(shù)據(jù)和圖形報(bào)告，如工單、批次、設(shè)備利用率已經(jīng)開始投入使用。
趙子江表示，“一堆枯燥而復(fù)雜的電子表格、文檔，讓所有人都理不清頭緒，但借助Xcelsius提供的可視化和交互式的數(shù)據(jù)展示方案，很快讓復(fù)雜數(shù)據(jù)成為交互式的儀表盤報(bào)表、生動(dòng)的表格和圖形、財(cái)務(wù)報(bào)表以及業(yè)務(wù)計(jì)算器。即便對(duì)技術(shù)不懂的人，也可以一眼看出目前OEE、Unit Cost等指標(biāo)處于怎樣的狀態(tài)，這就是儀表盤等表格圖形的魅力所在。”
新平臺(tái) 高效率
目前，BI平臺(tái)框架已經(jīng)部署完畢，實(shí)現(xiàn)了部分生產(chǎn)數(shù)據(jù)和工程數(shù)據(jù)的整合，創(chuàng)建了生產(chǎn)數(shù)據(jù)倉庫，并且數(shù)據(jù)的訪問得以改善、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性大幅提升。
首先，新的平臺(tái)給不同部門的管理者帶來極大幫助。他們對(duì)業(yè)務(wù)和生產(chǎn)負(fù)責(zé)，因此需要的報(bào)告信息更綜合，表現(xiàn)形式要求更高。借助Crystal Report、Xcelsius工具，BI平臺(tái)可為各個(gè)部門創(chuàng)建各種復(fù)雜格式的報(bào)告，例如Cycle Time、OEE、Unit Cost等等，使得報(bào)告流程效率、精確性有明顯改進(jìn)。
其次，對(duì)于高級(jí)管理層而言，他們需要實(shí)現(xiàn)的是從總體到細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)訪問，即多層次多維度數(shù)據(jù)的查詢。通過BI平臺(tái)的友好界面和統(tǒng)一的入口，他們可以從最上層的報(bào)告發(fā)現(xiàn)問題，并通過向下挖掘，找出具體的問題所在，從而進(jìn)行判斷、分析并制定決策。
對(duì)于IT部門人員來說，新平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)也更為顯著。過去，IT部門人員為制作報(bào)告編寫代碼需要花費(fèi)時(shí)間10分鐘左右，而通過實(shí)施Crystal Report、Xcelsius212具等之后，只需時(shí)間1分鐘。整體來看，新平臺(tái)效率至少提升75％以上，可以說，BI新平臺(tái)將IT部門人員解放出來，讓他們將精力更多關(guān)注于業(yè)務(wù)建模等高層次工作，創(chuàng)造更多價(jià)值。