工商管理硕士论文-集成电路半定制生产供应链改善研究

集成电路半定制生产供应链改善研究 1 专业硕士学位论文专业硕士学位论文 THESIS OF PROFESSIONAL MASTER DEGREE 论文题目：论文题目：集成电路半定制生产供应链改善研究 （英英文文）： The Study on the Improvements in the Supply Chain of the Semi-Custom Design IC Production 作作 者：者： 指导教师：指导教师： 2006 年 10 月 20 日 集成电路半定制生产供应链改善研究 2 论文题目： （中文）集成电路半定制生产供应链改善研究 （外文）The Study on the Improvements in the Supply Chain of the Semi-Custom Design IC Production 所在院、系、所 ：商学院 专 业 名 称 ：工商管理硕士 指 导 教 师 姓 名、职 称 ： 论 文 主 题 词 ：大规模定制、半定制集成电路、供应链 学 习 期 限 ： 2005 年 3 月至 2006 年 10 月 论文提交时间： 2006 年 10 月 20 日 集成电路半定制生产供应链改善研究 1 中国人民大学 硕士学位论文摘要硕士学位论文摘要 （中外文合订）（中外文合订） 论文题目：论文题目： （ 中文）中文） 集成电路半定制生产供应链改善研究 （英文）（英文） The Study on the Improvements in the Supply Chain of the Semi-Custom Design IC Production 作作 者：者： 指导教师：指导教师： 集成电路半定制生产供应链改善研究 2 摘要摘要 供应链管理体系的组成，可以分为企业内供应链和企业外供应链两个方面， 真正有效的供应链体系是在企业内部各业务流程有机整合的状况下，再与其他 企业进行融合或协作，以发挥出整个产业链的全体绩效。 本文以我国集成电路制造骨干企业 S 公司为背景，分析研究 S 公司在公司 经营模式由推式的大规模生产向拉式的按照订单大规模定制生产的转型过程中 在供应链管理方面的改善措施和效果。本文基于 S 公司的背景、现状的介绍， 在对于供应链管理和大规模定制的理论研究的基础上，以 SCOR 模型中企业供 应链流程各个环节为主线，分别针对计划、采购、制造和物流等环节，首先进 行具体理论研究，进而分析 S 公司的具体问题以及研究改善的方法和效果。尤 其是针对半定制集成电路的生产特点在生产管理方法的应用上，如何能够将 MRP与 JIT 相结合，实现推式与拉式优势互补的计划管理模式进行了归纳研 究。总之，采用理论分析方法和案例分析相结合形成本文。 半定制集成电路是指先由制造厂生产出标准的半成品，再根据用户的要求 由工厂或用户自己对半成品进行再加工，制造成具有特定功能的专用集成电路 器件。半定制集成电路的生产即在通用的标准平台上通过晶片布线来定制集成 电路的功能，在后工序制造中选择定制封装形式后，通过定制键合连接，定制 打印图形和专用的测试程序来完成。 S 公司是一家中外合资的有限责任公司，外方股东为 N 公司，N 公司是一 家日本著名的通信和电子集团公司，在世界各地均设有分公司，长时间从事半 定制集成电路生产行业。S 公司最大的特点就是在同一厂址内拥有扩散厂与组 装生产厂，这对于生产集成电路定制品有着得天独厚的优势，但是面临大规模 定制时代的到来，企业所体现出无论从采购供应和生产柔性管理以及生产计划 管理都处于比较简单和落后的模式上，针对订单的拉式生产的基础薄弱，这样 集成电路半定制生产供应链改善研究 3 的现状已经远远不能适应新的发展形式。 S 公司为了解决在进行半定制集成电路生产中存在的问题，改变其不适应 大规模定制生产的管理模式，进行了一系列的改善整体提高 S 公司的竞争力。 制造资源计划和准时生产是在生产装配型企业里获得广泛应用的两种生产 管理方式。MRP、JIT 各有自己的优缺点，将 MRP的有效计划功能(Push)与 JIT 的控制、执行功能(Pul1)有机地结合起来，充分发挥它们的优势，建立适 合大规模定制的管理方式。其主要优势是使生产有计划地进行的同时，对生产 过程进行有效的控制，以进一步减少库存和在制品。 在S公司的实际运营中，计划推动阶段是通过主生产计划(MPS)和物料需求 计划(MRP)来完成的。基于预测对中间在库晶片进行有库存的生产，便于组织 批量生产，可获得大批量生产的制造成本和效益。在订单拉动阶段，当客户订 单到达以后，由组装工厂拉动扩散工厂的生产，更加强调JIT与车间或工序作 业计划的配合与协调。只有这样才能既缩短了产品的交货期，又降低了库存和 在制品，使生产过程与市场需求紧密地结合，有效地提高了企业的市场竞争力。 为了能够大规模地定制产品、根据订单生产产品或在特殊产品市场中取胜， 企业必须柔性地制造产品。这意味着要能够有效而迅速地生产出与其以前或以 后都不相同的产品。生产能力柔性的引入可以有效减少生产转换时间，使生产 更加灵活有效，提高生产效率。这对解决半定制集成电路生产中多品种、单一 品种数量少、多型号共线生产，经常临时调整任务的问题十分有效。S 公司通 过对生产布局的改善，根据自己的实际情况和发展的需要选择了独特的工序型 与产品流水线型相结合的大体工序型，局部流水线的混合型装配线型，提高了 工厂的柔性；通过柔性工艺的改善，为半定制集成电路生产中共线生产，品种 的转换，计划调整，特急制造等问题的解决奠定了基础； 而且通过制度保障 打造出的柔性的员工，使 S 公司生产线的生产能力柔性也极大地提高。 S 公司面对新的经营形式对采购策略进行了整体的调整。为了使企业获得 多一些的独立性，更是为了有效地减低成本，S 公司就将采购国际化和国产化 提高到了战略性的高度。S 公司根据不同的情况开展和进行了国际化，非日产 化，非 N 公司化，以及本地化采购的策略取得了明显的效果。同时 S 公司进行 了 JIT 采购的改善，效果也是显著的，主要体现在可以大幅度地减少原材料等 集成电路半定制生产供应链改善研究 4 物资的库存以及提高采购物品的质量。 在物流改善方面，S公司在实行VMI管理方面进行了有效的探索和实践，在 已经进行了VMI管理的项目中取得了良好的效果；通过利用第三方物流对运输 管理的改善，不但降低物流成本，并且实现了物流的柔性；根据SCOR模型的指 导，S公司完善了退货流程，解决了生产和经营中的实际问题，更好地服务客 户。 通过一系列针对集成电路半定制生产供应链的改善工作，S公司的业绩得 到很大提升，成为N集团公司的集成电路半定制生产的主要生产基地。 本文研究及管理实践取得的成果不仅在于解决S公司在发展过程中遇到的 实际困难和问题，突破了如何进行订单导向的半定制集成电路的生产运营管理 的瓶颈，尤其是对于大规模定制生产过程中的生产管理方法如何能够将MRPII 与JIT 相结合，实现“推式”与“拉式”优势互补的计划管理模式进行归纳探 讨，以及在这个模式的指导下对于采购、制造和物流环节的改善方法和效果的 总结。更重要的是其对目前国内电子制造行业如何通过有效的供应链管理来现 实的提高企业竞争力提供了一定的借鉴。 关键词：大规模定制，半定制集成电路，供应链 集成电路半定制生产供应链改善研究 5 Abstract It could be considered that the compositions of supply chain management include two parts, the one is the supply chain inside the enterprise, and the other is the supply chain outside the enterprise. The most effective supply chain system is that the internal business process of the enterprise are organically rectified, then merge and cooperate with other enterprises to improve the all of the achievements of the whole supply chain. Taking the S company that is one of the major manufacture company of integrate circuit in China as the background, this thesis analyses and study the measures and results of improvement in the supply chain management in the transition process of running model from push mass production to pull mass customization production according to order, which especially induces and study how to combine MRPII with JIT in the method of production management aimed at the production feature of semi-custom design IC, and how to fulfill the model of plan management which fully improves the advantages of “Push ” and “Pull”. Based on the introduction of the background and situation of S company, this thesis, combining the theory study of supply chain management and mass customization, takes the supply chain link of enterprise in SCOR model as the main way, respectively considers the process of plan, purchase, manufacture and logistics. Firstly, this thesis study the related 集成电路半定制生产供应链改善研究 6 theory, further analyses the detailed operation of S company and finally induces the ways and results of improvement. In a word, this thesis combines the method of theory analysis with detailed case analysis. Semi-Custom Design IC means to firstly produce the standard semi-product by manufacturer, then make the semi-product according to the demand of customer by manufacturer or customer, and finally manufacture application specific integrated circuit with special function. The production of semi-custom design IC accomplishes the customization function by Aluminium etch on universal standardized flatform,after that selects the package on the assembly line and then through bonding die with lead frame, prints the special logo and tests as its self program. S company is a limited company invested by Chinese side and N company that is famous telecommunication and electronic group company, establishing branch companies all over the world, and mainly engaged in the production of semi-custom design IC. The most feature of S company is that it owns diffusion and assembly factories in the same address of manufacturer, which is a remarkable advantage of producing IC. However, facing with the coming of mass customization age, S company can not adapt to new situation of development because of the simple and backward mode embodied in sourcing supply, flexibility management of production and plan management of production, also including the weak base of Pull production aimed at order. Changing the management model incongruous to mass customization, S company resolves the problems in the production of semi-custom design IC and fully enhances the competition power of S company by a series of improvement. MRPII and JIT, having its own merits and demerits, are widely 集成电路半定制生产供应链改善研究 7 two manners of production management applied to the assembly enterprise. We need to take advantage of its merits which mainly ensure the manufacture according to plan, at the same time, effectively control the production process and further reduce the stock and proceeding product, and set up the management style suitable to mass customization through combination the effective plan function of MRPII (Push) with the control and execution of JIT (Pull). In the running of S company, plan push is accomplished by MPS and MRP, based on the forecast of order to produce the wafer which is for mid-stock as MTS mode, facilitating to organize wholesale production and obtaining the manufacture costs and benefits of mass production. In the phase of order pull, the assembly factory pulls the production of diffusion factory when they receive the customers order, more emphasizing the match and coordination between JIT and the workshop or the plan of production. Only in this way, can we shorten the delivery date of product, reduce the inventory and proceeding product, make close combination production process with market demand, and effectively enhance the market competition power of enterprise. The enterprise must flexibly manufacture the products in order to get win in the market of mass customization product or special product , which means to rapidly manufacture the products different before or later. The introduction of the flexibility of production capability can effectively reduce the time of production transform, make the production more flexible and effective, and improve the productivity, efficiently solving the problems including variety, single and more types producing in a same line and often temporary task of adjustment. S company improves the flexibility of manufacturer through the improvement of the production layout, 集成电路半定制生产供应链改善研究 8 selection the unique mix mode assembly line which combines the advantage of working procedure mode with assembly line mode, which named the working procedure in overall and assembly line in local mode. The improvement of technology flexibility lays a good foundation on dealing with the problems including production in common line, the dtransform of variety, plan adjustment and manufacture in emergence. What more, the flexibility employees, trained by the system guarantee, largely enhance the flexibility of production capability of S companys assembly line To get more independences and effectively reduce costs, S company entirely adjusts the strategy of purchase according to new type of running and achieves distinct results by improving the purchase of internationalization and nationalization to a strategic height including the strategy of internationalization, non-Japanese production, non-N companys production and local sourcing depending on the different case. At the same time, S company also improves the JIT purchase and makes progress, which embodies in reducing inventory of materials at most and raising the quality of purchase commodities. In logistics improvement, S company effectively explores and yields good results in the program of VMI, reducing logistic costs and also fulfilling the flexibility of logistics, which makes the procedure of return product prefect according to the direction of the model of SCOR, settling the practical problems and better servicing for customer. Through a serious of improving work aimed at the supply chain of the semi-custom design IC production, S company gets outstanding achievement, becoming the main production base of semi-custom design IC in N company. The achievement of the study and the management practice, not 集成电路半定制生产供应链改善研究 9 only solves the actual difficulties and problems of S company in the process of development, surmounting the jam of how to manage the production of semi-custom design IC oriented by order, but also discusses how to combine MRPII with JIT through the method of production management in the process of mass customization, how to fulfill the model of plan management which fully improves the advantage of “Push ” and “Pull”, inducing the methods and results of improvement in the process of purchase、manufacture and logistics directed by the model. Whats important, the study has certain referencing function to how domestic electronic industry improves the competition power of enterprise through effective supply chain management. Key words: mass customization, semi-Custom Design IC, supply chain, 集成电路半定制生产供应链改善研究 1 目录 第第 1 1 章章 绪论绪论 .1 1.1 研究背景.1 1.2 研究目的及意义.1 1.3 研究方法及论文结构.2 第 2 章 S 公司生产管理现状.3 2.1 半定制品集成电路简介.3 2.1.1 关于集成电路及集成电路工业 .3 2.1.2 关于集成电路半定制品与全定制品 .4 2.1.3 关于半定制集成电路制造工艺 .4 2.2 S 公司开展定制品集成电路生产情况简介.6 2.2.1 N 公司半定制品集成电路产业供应链模式 .6 2.2.2 S 公司开展半定制品生产的情况 .9 2.2.3 S 公司半定制集成电路生产存在的问题 .10 第 3 章 关于供应链管理与大规模定制的理论 .13 3.1 供应链管理.13 3.1.1 供应链管理的概念和内容 .13 3.1.2 供应链管理环境的变化 .16 3.2 大规模定制.17 3.2.1 大规模定制的概念和特征 .17 3.2.2 大规模定制的管理方法 .18 3.3 适应大规模定制需要的供应链管理.20 3.3.1 传统供应链的局限性 .20 3.3.2 建立适应大规模定制的敏捷供应链 .20 第 4 章 S 公司半定制生产供应链分析与改善.22 4.1 生产计划与控制的研究与改善.22 4.1.1 大规模定制下生产管理的新问题 .22 4.1.2 “推” “拉”结合的大规模定制生产管理对策 .23 集成电路半定制生产供应链改善研究 2 4.1.3 S 公司 MRP与 JIT 相结合的 PushPull 生产策略 .25 4.2 柔性制造的改善及效果.28 4.2.1 通过生产布局改善建立柔性工厂 .29 4.2.2 通过柔性工艺提高生产效率 .30 4.2.3 通过制度打造柔性工人 .31 4.3 采购改善及效果.32 4.3.1 大规模定制下的准时采购 .32 4.3.2 S 公司实施的 JIT 采购 .33 4.3.3 采购国际化与本地化 .34 4.4 物流系统改善及效果.36 4.4.1 利用 VMI 改善库存 .36 4.4.2 通过第三方物流改善运输管理 .39 4.4.3 建立退货流程完善物流体系 .42 4.5 总结.44 第五章 结论与讨论 .45 参考文献 .46 致谢 .47 集成电路半定制生产供应链改善研究 1 第 1 章 绪论 1.1 研究背景 供应链管理是集供应、制造、销售为一体，涉及物流、资金流和信息流的 企业一体化工程。它不仅关注企业内部的资源和竞争力，而且关注企业外部的 资源和竞争力，强调在整个供应链上对资源和竞争力进行集成，是一种新的管 理思想和方法。 全球电子制造服务业正在进入微利时代，以供应链整体优势参与市场竞争 已成为跨国巨头的核心优势之一，中国电子制造服务商正在面对来自全球市场 的巨大挑战。其挑战主要来自三个方面：成本、反应速度和协作能力。随着中 国外向型经济的进一步发展，电子制造服务业将在本土和海外直接面对来自跨 国企业的竞争压力，市场则对企业的产品质量、成本、服务水平、交付能力等 提出了更高的要求。目前，中国电子制造服务业普遍存在成本过高、供应链系 统反应迟缓和供应链缺乏协作的问题。控制总体成本、提高供应链反应速度、 实现全球供应链协作将成为摆在中国电子制造服务商面前的三大难题，供应链 管理已经成为中国电子制造服务业急需加强的一个重要方面。 1.2 研究目的及意义 长期以来，我国在微电子工业方面与国际先进水平有很大差距，特别是集 成电路制造领域更大，这个差距除了技术、工艺、设备、材料等原因之外，供 应链管理也是主要的瓶颈。供应链管理体系的组成，可以分为企业内供应链和 企业外供应链两个方面，真正有效的供应链体系是在企业内部各业务流程有机 整合的状况下，再与其他企业进行融合或协作，以发挥出整个产业链的全体绩 效。本文以我国集成电路制造骨干企业 S 公司为背景，分析研究 S 公司在经营 集成电路半定制生产供应链改善研究 2 模式由推式的大规模生产向拉式的按照订单大规模定制生产的转型过程中在供 应链管理方面的改善措施和效果。尤其是针对半定制集成电路的生产特点在生 产管理方法的应用上，如何能够将 MRP与 JIT 相结合，实现推式与拉式优势 互补的计划管理模式进行归纳研究，以及在这个模式的指导下对于采购、制造 和物流环节的改善方法和效果的总结。 希望以本文为基点，借以推广至相似企业，使企业在生产及供应连管理方 面有所借鉴。 1.3 研究方法及论文结构 本文基于 S 公司的背景、现状的介绍，在对于供应链管理和大规模定制的 理论研究的基础上，以 SCOR 模型中企业供应链流程各个环节为主线，分别针 对计划、采购、制造和物流等环节，首先进行具体理论研究，进而分析 S 公司 的具体问题以及研究改善的方法和效果。总之，采用理论分析和案例分析相结 合形成本文。 本文包括以下四个部分的内容： 第一部分，以介绍集成电路和半定制集成电路的知识入手，并且对 N 集团 公司集成电路半定制产业供应链模式进行分析，在此基础上通过 S 公司历史的 回顾，着重分析 S 公司在进行集成电路半定制生产之初存在的问题及原因。 第二部分，主要阐述供应链管理与大规模定制的理论，以及讨论大规模定 制环境下供应链管理的特点。 第三部分，以 SCOR 模型中企业供应链流程各个环节为主线，分别针对计 划、采购、制造和物流等环节，首先进行具体理论研究，进而分析 S 公司的具 体问题以及研究改善的方法和效果。 第四部分，概述本文研究所获得的一些探索性的研究结论，阐明本文的研 究局限并提出进一步研究的建议。 集成电路半定制生产供应链改善研究 3 第 2 章 S 公司生产管理现状 电子技术的发展是以电子器件的发展而发展起来的，电子器件的发展，历 经近百年，经历了四个阶段的更新换代。从电子管，晶体管到集成电路乃至超 大规模集成电路，历次变革都引发了电子技术和信息技术的革命。本章以介绍 集成电路和半定制集成电路的知识入手，对 N 集团公司集成电路半定制产业供 应链模式进行分析，在此基础上通过 S 公司历史的回顾，着重分析 S 公司在进 行集成电路半定制生产之初存在的问题及原因。 2.1 半定制品集成电路简介 2.1.1 关于集成电路及集成电路工业 集成电路（integrated circuit）是用半导体晶体材料，经平面工艺加工 制造，将电路和各种元件、器件和互连线集成在同一基片上的微小型化电路。 英文简称 IC。1958 年美国开始研制混合集成电路，即将微型电阻、电容、晶 体二极管和晶体三极管等装配到一个绝缘基片上，用基片上的金属化线互连实 现某种功能的电路组件。1960 年由于半导体硅平面工艺和外延技术的发展，研 制成功世界上第一块单片集成电路，即把电阻、电容、二极管、三极管和互连 线等做在一块半导体硅衬底上。30 多年来，集成电路发展十分迅速。集成电路 已广泛用于计算机、通信、广播电视、家电、自动化、航空航天和仪器仪表等 领域。通常，LSI 的设计和制造过程包括：电路设计、逻辑设计、器件设计、 工艺设计、版图设计、掩模制造、管芯制造、封装工序、成品测试等阶段。(1) 世界成功的集成电路生产厂商都有一个共同的特点，就是要不惜一切代价 投入巨额资金建立大规模生产线。以往集成电路生产追求的是通用和批量，利 用的是规模优势，采用的是成本战略，成功的例子是高密度存储器的发展。但 是与此同时市场对个性化的 ASIC 的需求越来越大，ASIC 意味着多品种、少批 量的发货，以高附加值的产品在创新中赢得巨额利润而成为集成电路发展方向， 成功的企业是那些具有很强的创新能力，不断推出高附加值产品的公司。 (1) 李惠军， “集成电路制造技术课程辅导教案” ， 2002，4 页-6 页。 集成电路半定制生产供应链改善研究 4 2.1.2 关于集成电路半定制品与全定制品（1） 专用 IC（ASIC）是指为特定的用户、某种专门或特别的用途而设计的电路。 大量生产并标准化的通用集成电路一般不能满足全部用户的需要，研制新的电 子系统常需各种具有特殊功能或特殊技术指标的集成电路。定制集成电路是解 决这个问题的重要途径之一，是集成电路发展的一个重要方面。运用大规模集 成或超大规模集成技术，把需要许多标准通用集成电路构成的、功能复杂的特 定电路或系统集成在一个芯片内，完成特定的功能的集成电路芯片称之为专用 集成电路，简称 ASIC（Application Specific Integrated Circuit） 。按制作 方式可分为全定制集成电路和半定制集成电路： 1、全定制集成电路（Full Custom Design IC）指按照预期功能和技术指 标而专门设计制成的集成电路。全定制集成电路制造周期长、成本高，制成后 不易修改，但性能比较理想，芯片面积小，集成度高。 2、半定制集成电路(Semi- Custom Design IC)指先由制造厂生产出标准 的半成品，再根据用户的要求由工厂或用户自己对半成品进行再加工，制造成 具有特定功能的专用集成电路器件。半定制集成电路制法很多，其中的门阵列 法是先将标准电路单元如门电路加工成半成品（门阵列、门海等） ，然后按用 户的技术要求进行设计，将芯片上的各标准电路单元连成各种功能电路，进而 连成所要的大规模集成电路。采用此法，从预制的半成品母片出发，借助计算 机辅助设计系统，只须完成一、两块连线用的掩膜版再进行后工序加工，即可 得到预期的电路。因此研制周期大大缩短、成本降低、修改设计方便，宜于大 批量生产。缺点是芯片面积利用率低，性能不如全定制集成电路。 2.1.3 关于半定制集成电路制造工艺 参考集成电路制造的工艺流程图（见图 2-1）可以看到，半定制集成电路 与全定制集成电路的主要区别在于前工序晶片制造中存在中间入库环节，半定 制生产工艺中在此环节之前的制造工艺完成并提供了一个半定制的通用功能平 台。所谓的功能平台是具备一定基本功能基础的系列产品，这一系列产品可以 （1） 集成电路半定制生产供应链改善研究 5 根据客户特殊产品的需要在此基础上定制开发独特的性能。 在集成电路扩散工艺中主要是通过对中间在库的产品按照不同的功能要求 进行铝布线工艺来完成定制的。在芯片设计环节根据客户的需要在半定制平台 的基础设计出具有定制功能的晶片布线图形，通过定制光刻掩模板，经过多次 光刻工艺完成晶片的制造过程；其后根据不同定制品种的测试程序进行晶片的 测试检验。 在后工序的制造工艺中，也存在封装形式系列的平台，由于成电路产品最 终是要组装到电路板上，所以客户可以根据自己产品电路板的需要选择各种封 装形式，例如通常的封装形式有 SS