系統環境說明

本說明階段所使用之生產環境、產品製程等相關資料，乃來自國內某晶 圓製造廠的實際資料，期能在接近真實狀況的生產環境中進行說明工作。

1. 產品基本資料

本生產系統中，共生產 A、B、C、D、E 五種產品，其中又可分為兩種 產品族：A、B 為邏輯電路產品，C、D、E 為記憶體產品。各產品之製程相 異且均僅有單一種製程，而各產品之製程步驟所使用的工作站及其加工時間 均為已知。詳細資料參見附表 A-1~附表 A-5。

2. 工單等級資料

本文考量三種等級之工單：緊急工單、次緊急工單與一般工單。其中，

緊急工單具有最高優先權等級，且不受批量法則限制，”一批”即可進行投料 與派工。而次緊急工單與一般工單皆以六批為單位進行投料，在派工決策 時，亦需受限於批量法則；唯當次緊急工單與一般工單同時在機台前等候 時，次緊急工單較一般工單具有較高之優先權等級。

此外，由於優先權的制度存在，將拉長較低優先權工單的生產週期時 間，並使生產週期時間變異加大，故此，在實務上往往會對緊急工單與次緊 急工單之數量做一比例限制。根據與業界訪談之結果，本文將緊急工單的比

例訂於整廠工單數之 0%至 5%，而次緊急工單則佔整廠工單數量之 10%至 15%之間，其餘一般工單則為整廠工單數量之 80%至 90%。

3. 工作站基本資料

本生產系統中，共有 83 種不同的工作站（W1 至 W83），包含序列工作 站與批次工作站。各工作站之機台數量及其最大加工批量皆為已知，其中，

最大加工批量為六批之批次工作站共有 13 種（W24 至 W36）；四批之批次 工作站共有 3 種（W38 至 W40）；二批之批次工作站共有 19 種（W07、W08、

W13 至 W15、W47、W48、W67 至 W77、W81）。此外，本文定義瓶頸工作 站為 W46 步進工作站(stepper)。詳細資料參見附表 B-1。

4. 工作站當機、預防保養資料

所有工作站別的平均當機間隔時間（MTBF）與平均當機修復時間

（MTTR）將依指數分配予以給予；而平均預防保養間隔時間（MTBPM）

與平均預防保養時間（MTTPM）為已知常數。而未列示者則表示該工作站 當機率極低因而假設為零，或不需要安排預防保養。詳細資料參見附表 B-1。

5. 工作站利用率限制

考量保護性產能，將瓶頸工作站之利用率上限定為 95%。而其餘工作站 利用率達 75%以上者，定義為關鍵工作站(CCR)。

6.1.2 產品族模組與產品別模組規劃設定

1. 瓶頸機台利用率訂定

在產品族組合模組階段，產品族與訂單優先權比例屬於長期規劃，長期 晶圓需求的增減將影響晶圓廠產能利用率，因此本文以瓶頸機台利用率代替 產能利用率，若探討瓶頸利用率的變化技術，本文考量五種不同的瓶頸機台 利用率，分別為 60%、70%、80%、90%及 95%。95%之瓶頸機台利用率代 表滿載情況（即晶圓需求高），在此瓶頸機台利用率下的最低獲利率要求為 40%；而 60%之瓶頸機台利用率則代表晶圓廠產能閒置過多，對此瓶頸機台 利用率之最低獲利率要求為 0%，以表示期望損失為零。

在產品別組合模組階段，所探討為短期接單規劃。此模組所設計之產品 別組合主要以滿載為前提下，探討各產品別組合對於生產系統之績效，以確

保在追求高訂單量時，績效將是良好的。故在此階段將僅在瓶頸機台利用率 為 95%時之產品別區間組合之績效，且此時最低獲利率 40%。

由於模擬環境中之瓶頸機台利用率並不能恰好等於本文所設定之瓶頸 機台利用率，故本文給予±0.05%的寬放，當模擬所獲之瓶頸機台利用率落於 此範圍內，則表示模擬之瓶頸機台利用率達到本文所設定之瓶頸機台利用 率。

2. 規劃時間的設定

在產品族模組階段屬上層總體規劃階段，因此涵蓋規劃幅度為半年以 上，然而本文是探討任兩種不同之瓶頸機台利用率下，產品族/優先權組合 之績效變化。加上晶圓製造程式複雜且生產時間冗長，本文進行生產系統模 擬取得生產績效資料時，將對每一瓶頸機台利用率水準下，收集三個月之生 產績效資料，其假設一個月的生產時間為二十八天，一天生產時間為二十四 個小時。然為了能夠在系統穩定的狀態收集相關資料，吾人將模擬 168 天，

其中 warm up 期間為 84 天，接著收集 84 天的生產資料作為本文產品族組 合模組之模擬結果。

而產品別組合模組則屬於短期接單規劃，同時考量到晶圓生產週期長度 及系統穩定的狀態，吾人將模擬 168 天，其中 warm up 期間為 84 天，接著 收集 84 天的生產資料作為本文產品別組合模組之模擬結果。

6.1.3 生產排程規劃設定

1. 投料法則與投料批量

以固定在製品量法制定投料機制，並配合規劃之投料循環表進行連批投 料。投料批量依其工單等級制定之：緊急工單一批即可進行投料；次緊急工 單及一般工單則為六連批投料。

2. 派工法則

在機台派工法則方面，首先考量工單之等級，以決定其優先順序。其次，

對於相同等級之工單，則採用「先進先出」法(first in first out, FIFO)進行派 工，亦即較早到達工作站之批次，給予較先加工之機會。

3. 產品良率(yield)

對於晶圓產品因製程或生產週期時間所造成的產品不良狀況，本文不加 以考慮，亦即假設各加工步驟之良率均為 1。

6.1.4 產能與成本相關假設

1. 產品結構與產能耗用分析

表 6- 1 產品結構與產能耗用分析表

產品別 A B C D E

產品結構 1P3M 1P4M 2P2M 3P2M 3P2M

產品層級數 18 20 17 21 20

耗用 BN 總加工時間(分) 639 723 597 690 673 產品總加工時間(分) 11208 12108 11227 12974 12707 2. 原物料成本

假設短期內原物料（raw wafer）成本並無大幅變動，因此本文將設定原 物料成本為 50 美元╱片。

3. 變動成本

生產每批（25 片）產品一個加工層級（layer）之變動成本在短期內不 會有大幅之變動，本文將加工各產品每一層級之變動成本設定為 300 美元╱

層。

4. 產品別基本成本與價格

表 6- 2 產品基本成本與價格（美元/批）

產品別 A B C D E 成本 6650 7250 6350 7550 7250 一般等級價

格 15043 17069 13982 16361 15890 急件等級價

格 22564.5 25603.5 20973 24541.5 23835 緊急等級價

格 30086 34138 27964 32722 31780 5. 營業費用

在生產環境無重大投資與變遷下，本文設定營業費用為每月 4,050,000 美元。

6.1.5 資料包絡法相關績效指標訂定

投入項

1. 總在製品量

總在製品量對半導體產業而言，視為積壓的資金，在製品量越多，則庫 存的成本越高，，然而庫存成本過高，則會對晶圓廠之營運產生極大風險，

而產品組合的優劣，則會影響總在製品量的多寡，故本文採用此績效指標來 評估產品組合之優劣，此屬於投入項績效指標。

2. 總生產週期時間

越早能交貨於顧客手上，對於晶圓廠極為重要，對此為評估各產品組合 之交貨時間長短，本文以總生產時間，作為評定產品組合在交貨時間的優 劣，而總生產時間越短，則越能即早搶佔市場，此指標屬於望小特性，故在 績效指標上，屬於投入項績效指標。

產出項 3. 總產出量

產出量一直是評定晶圓廠之接單能力的一個重要指標，對於不同之產品 組合，即使瓶頸機台利用率一樣，但是產出量卻是不相同，故能應付市場需 求的能力也不盡相同，而在相同時間下，產出量越高越能滿足。故在績效指 標上，屬於產出項績效指標。

4. 總利潤

對於晶圓廠而言，除了追求產量極大化外，總利潤更是另一個需被考 量，因為對於晶圓廠而言，利潤更是對於經原廠營運是否良好之重要指標，

故本文挑此一績效指標為本文之績效指標。有時產出量雖大，獲得的利潤確 是薄利，故對於晶圓廠而言，當然希望利潤越高越好，故在績效指標上，屬 於投入項績效指標。