集成电路制造工艺概述（通用7篇）
集成电路制造工艺概述 篇1
在一定的生产条件下，对同样一个零件，可能会有几个不同的工艺过程，合理的工艺设计方案应立足于生产实际，全面考虑，体现各方面要求的协调和统一。
1、制定工艺规程的原则
（1）目标方面的科学性
制订工艺规程的首要原则是确保质量，即加工出符合设计图样规定的各项技术要求的零件。 “优质、高产、低耗”是制造过程中不懈追求的目标。但质量、生产率和经济性之间经
常互相矛盾，可遵循“质量第一、效益优先、效率争先”这一基本法则，统筹兼顾，处理好这些矛盾。
在保证质量可靠的前提下，评定不同工艺方案好坏的主要标志是工艺方案的经济性。“效益优先”就是通过成本核算和相互对比，选择经济上最合理的方案，力争减少制造时的材料和能源消耗，降低制造成本。 “效率争先”就是争取最大限度地满足生产周期和数量上的要求。
（2）实施方面的可行性
应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产技术条件，使制订的工艺切实可行，尤其注意不要与国家环境保护明令禁止的工艺手段等要求相抵触，并尽可能做到平
衡生产。
（3）技术方面的先进性
要用可持续发展的观点指导工艺方案的制订，既应符合生产实际，又不能墨守成规，在通过必要的工艺试验的基础上，积极采用国内外适用的先进技术和工艺。
（4）劳动方面的安全性
树立保障工人实际操作时的人身安全和创造良好文明的劳动条件的思想，在工艺方案上注意采取机械化或自动化等措施，并体现在工艺规程中，减轻工人的劳动强度。
此外，工艺规程还应做到正确、完整、统一和清晰，所用术语、符号、计量单位和编号等都应符合相应标准以方便直接指挥现场生产和操作，
2、制订工艺规程的原始资料
在编制零件机械加工工艺规程之前，要进行调查研究，了解国内外同类产品的有关工艺状况，收集必要的技术资料，作为编制时的依据和条件。
（1）技术图样与说明性技术文件，包括：零件的工作图样和必要的产品装配图样，针对技术设计中的产品结构、工作原理、技术性能等方面作出描述的技术设计说明书，产品的验
收质量标准等。
（2）产品的生产纲领及其所决定的生产类型。 （3）毛坯资料，包括：各种毛坯制造方法的特点，各种钢材和型材的品种与规格，毛坯图等，并从机械加工工艺角度对毛坯生产提出要求。在无毛坯图的情况下，需实地了解毛坯的形状、尺寸及力学性能等。
（4）现场的生产条件，主要包括：毛坯的生产能力、技术水平或协作关系，现有加工设备及工艺装备的规格、性能、新旧程度及现有精度等级，操作工人的技术水平，辅助车间制
造专用设备、专用工艺装备及改造设备的能力等。
（5）国内外同类产品的有关工艺资料，如工艺手册、图册、各种标准及指导性文件。
3、制订工艺规程的步骤
（1）产品装配图和零件图的工艺性分析，主要包括零件的加工工艺性、装配工艺性、主要加工表面及技术要求，了解零件在产品中的功用。
（2）确定毛坯的类型、结构形状、制造方法等。
（3）拟定工艺路线。
（4）确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。
（5）选择设备和工艺装备。
（6）确定各主要工序的技术要求及检验方法。
（7）确定切削用量及计算时间定额。
（8）工艺方案的技术经济分析。
（9）填写工艺文件。
集成电路制造工艺概述 篇2
由于BCD工艺中器件种类多,必须做到高压器件和低压器件的兼容;双极工艺和CMOS工艺的相兼容,尤其是要选择合适的隔离技术;为控制制造成本,必须考虑光刻版的兼容性。考虑到器件各区的特殊要求,为减少工艺制造用的光刻版,应尽量使同种掺杂能兼容进行。因此,需要精确的工艺模拟和巧妙的器件设计。
功率输出级DMOS管是此类电路的核心,往往占据整个芯片面积的1/2~2/3,它是整个集成电路的关键。DMOS器件是由成百上千的单一结构的DMOS单元所组成的。这些单元的数目是根据一个芯片所需要的驱动能力所决定的,DMOS的性能直接决定了芯片的驱动能力和芯片面积。对于一个由多个基本单元结构组成的LDMOS器件,其中一个最主要的考察参数是导通电阻,用Rds(on)表示。导通电阻是指在器件工作时,从漏到源的电阻。对于LDMOS器件应尽可能减小导通电阻,就是BCD工艺流程所追求的目标。当导通电阻很小时,器件就会提供一个很好的开关特性,因为漏源之间小的导通电阻,会有较大的输出电流,从而可以具有更强的驱动能力。因此,高功率BCD工艺发展并不着重于减小工艺的特征尺寸,重点是如何降低控制电路的成本,优化DMOS器件的结构,提高其击穿电压,并降低导通电阻。
对LDMOS而言,外延层的厚度、隔离结构、漂移区的掺杂浓度、漂移区的长度是其最重要的特性参数。我们可以通过增加漂移区的长度和减小漂移区的掺杂浓度以提高击穿电压,但是这会增加芯片面积和导通电阻。高压DMOS器件耐压和导通电阻取决于漂移区的浓度、外延层厚度及漂移区长度的折中选择。
因为耐压和导通阻抗对于外延层的浓度和厚度的要求是矛盾的。高的击穿电压要求厚的轻掺杂和长的漂移区,而低的导通电阻则要求薄的重掺杂和短的漂移区,因此必须选择最佳外延参数和漂移区长度,以便在满足一定的源漏击穿电压的前提下,得到最小的导通电阻。
为解决这一问题,需要在器件设计中引入Double RESURF技术,RESURF(REduced SURface Field)技术是设计横向功率器件的关键技术之一。Double RESURF技术在提高器件反向耐压的情况下,可使器件导通电阻明显地降低。
在0.18um制程的BCD工艺中,隔离结构由LOCOS(局部场氧隔离)STI(浅槽隔离),一定程度上限制了导通电阻和击穿电压的优化,一种新型的LDMOS器件结构和工艺技术,实现超低的导通电阻并且漏端对衬底完全隔离的LDMOS。通过在LDMOS漂移区上做一层优化的超浅槽隔离,同时在漂移区内进行高能P型注入,在N型漂移区注入层下方形成一层P型层,引入并实现了RESURF技术和漏端隔离技术,进一步降低了导通电阻。
高性能LDMOS器件研究是功率集成电路电路的核心,与已有的探索性研究成果相比,其创新之处在于:
1、高均匀性、低缺陷密度的外延工艺:在要求40V以上击穿电压的情况下,同时要求外延层与P型体区相连接起到漏端隔离的作用,则必须要求外延为均匀的P型掺杂且晶格缺陷密度必须很低;
2、均匀P降场层Double RESURF技术:漂移区和P降场层的电荷平衡问题是Double RESURF器件研究的关键,只有当两者剂量相匹配时才能满足RESURF原理,才可获得较好的器件性能。本课题采用器件仿真模拟深入分析漂移区浓度、长度和P降场层浓度、长度与均匀P降场层Double RESURF LDMOS击穿电压和导通电阻的关系。
3、超浅沟槽隔离结构(USTI):这个STI深度相对常规STI(浅槽隔离)工艺较浅,侧壁角度也进行了优化,用于实现漂移区的场板隔离结构,并研究了这层USTI的深度优化值以及侧壁刻蚀角度的优化值,得到最佳的耐压与导通电阻的匹配。
4、表面场氧隔离与金属场板结合:为进一步降低导通电阻,采取淀积表面氧化层作为隔离结构。金属场板使器件表面电场分布更加均匀,从而提高器件击穿电压;而表面场氧隔离给电流提供了平行的导电通路,使器件比导通电阻只有传统Double RESURF LDMOS的2/3。
5、版图优化:该LDMOS的版图设计为跑道型结构,同时为了降低指尖状源极和指尖状漏极的曲率效应。
由于BCD集成电路在各个领域有广泛的用途,国外在这方面做了深入的研究,高性能LDMOS取得很大发展,但是国内对于这方面的研究还处于起步阶段,无论是电气参数,还是可靠性等级,基于高性能LDMOS器件的高压集成电路的研究水平方面均呈明显的劣势。因此,研究和设计用于功率集成电路的高性能LDMOS有助于弥补我国在这方面的空缺,促进我国电子行业的发展。
参考文献
[1]杨银堂,朱海刚.BCD集成电路技术的研究与进展[J].微电子学.2006,36(3):315-319.
集成电路制造工艺探析 篇3
集成电路制造就是在硅片上执行一系列复杂的化学或者物理操作。这些操作概括为四大基本类：薄膜制作（layer）、刻印（pattern）、刻蚀和掺杂。即使在制造一个简单的单个MOS管也不例外，下面以0.18μmCMOS为例介绍硅片制造流程。
硅片上的氧化物通过生长或淀积的方法产生，在升温的环境里，通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应，可以在硅片上得到一层热生长的氧化层。高温氧化工艺发生在硅片制造厂的扩散区域，是硅片进入制造过程的第一步工艺。通常硅上热生长氧化层的温度在750°C~1100°C之间。硅上生长的氧化层称为热氧化硅（thermal oxide）或热二氧化硅（SiO2）硅的氧化物只有这一种，这两个词可以互换。氧化膜在制造芯片过程中主要用途为：保护器件免划伤和隔离玷污；限制带点载流子场区隔离，达到表面钝化；作为栅氧或储存器单元结构中的介质材料；保证掺杂忠的注入掩蔽；成为金属导电层的介质层。
光刻处于硅片加工过程的中心，也是集成电路制造的关键步骤，光刻的成本占整个硅片加工成本的30%，光刻要用到光敏光刻胶或光刻胶，光刻胶作为一种聚合可溶物被涂在衬底表面，然后光刻胶被烘焙出去溶剂，光刻胶是涂在硅片表面上的临时材料，仅仅是为了图形转移，一旦图形经过刻蚀或者离子注入就要被去掉。
投影掩模板是一个石英板，它包括了要在硅片上重复生成的图形。就好像投影用的电影胶片的底片一样。这种图形可能仅包含一个管芯，也可能是一组管芯。先进的CMOS集成电路可能需要50块以上的掩模板用于在管芯上形成多层图形。每一个投影掩模板都有独一无二的特别图形和特征图形，它被置于硅片表面并通过整个硅片来完成某一层。接下来要讲进行光刻工艺，主要采取负性光刻和正性光刻，负性光刻把与掩模板上图形相反的图形复制到硅片表面。正性光刻把与掩模板上相同的图形复制到硅片上。负性光刻的特征是曝光后，光刻胶会因交联而变得不可溶解，并会硬化。一旦硬化，交联的光刻胶就不能在溶剂中被洗掉。因为光刻胶上的图形与投影掩模板上的图形相反，负性光刻胶是最早应用在半导体光刻工艺中的光刻胶。在正性光刻工艺中，复制到硅片表面上的图形与掩模板的图形一样的被紫外光曝光后的区域经历了一种光化学反应，在显影液中软化并可溶解在其中。用这种方法，曝光的正性光刻胶区域将在显影液中被除去，而不透明的掩模板下的没有被曝光的光刻胶仍保留在硅片上。由于形成的光刻胶上的图形与投影掩模板上的相同，所以这种光刻胶被称为正性胶。保留下来的光刻胶在曝光前被硬化。它将留在硅片表面。作为后步工艺（如刻蚀）的保护层。无论采用正性光刻还是负性光刻都要经历8个基本步骤：（1）气相成底模处理，主要进行清洗、脱水，为了增强硅片和光刻胶的粘性。清洗主要包括湿法清洗和去离子水冲洗以去除玷污物，脱水至干烘焙在一个封闭腔内完成，以去除吸附在硅片表面的大部分水气。（2）旋转涂胶，成底模处理后，硅片要立即采用旋转涂胶的方法涂上液相光刻胶材料。硅片被固定在一个真空载片台上，它是一个表面上有很多真空孔以便固定硅片的平的金属或四氯乙烯盘。一定数量的液体光刻胶滴在硅片上，然后硅片旋转得到一层均匀的光刻胶涂层。不同的光刻胶要求不同的旋转涂胶条件，例如最初慢速旋转，接下来跃变到最大转速3000rpm或者更高。一些光刻胶应用的重要质量指标是时间、速度、厚度、均匀性颗粒沾污以及光刻胶缺陷，如针孔。（3）光刻胶被涂到硅片表面后必须要经过软烘，软烘的目的是去除光刻胶中的溶剂。软烘提高了粘附性，提升了光刻胶的均匀性，在刻蚀中得到了更好的线宽控制。（4）对准和曝光，就是把掩模板与涂了胶的硅片上的正确位置对准。硅片表面可以是裸露的硅，但通常在其表面有一层事先确定了的图形。一旦对准，将掩模板和硅片曝光，把掩模板图形转移到涂胶的硅片上。光能激活了光刻胶中的光敏成分。对准和曝光的照耀质量指标是线宽分辨率、套准精度、颗粒和缺陷。（5）曝光后烘焙，这步应紧随在光刻胶曝光后。（6）显影，显影是在硅片表面光刻胶忠产生图形的关键步骤。光刻胶上的可溶解区域被化学显影剂溶解，将可见岛或者窗口图形留在硅片表面。最通常的显影方法是旋转、喷雾、浸润，然后显影，硅片用去离子水冲洗后甩干。（7）坚膜烘焙，烘焙要求挥发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片表面的粘附性。这一步骤是稳固光刻胶。（8）显影后检查，一旦光刻胶在硅片上形成图形，就要进行检查以确定光刻胶图形质量。检查的目的：找出光刻胶有质量问题的硅片，描述光刻胶工艺性能以满足规范要求，如果确定胶有缺陷，通过去胶可以把他们除去，硅片也可以进行返工。
所谓的淀积，就是在硅片衬底上生成薄膜，这层膜可以是二氧化硅、氮化硅、多晶硅以及金属，比如铜和难熔金属（如钨）等。在硅片加工中可以接受的膜必须具备需要的膜特性：好的台阶覆盖能力；填充高的深宽比间隙能力；好的厚度均匀性；高纯度和高密度；受控制的化学剂量；高度的结构完整性和低的膜应力；好的电学特性；对衬底材料或下层膜好的粘附性。目前用的膜淀积方法主要分为化学气相淀积和物理气相淀积。化学气相淀积是指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其他气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。
化学气相淀积特点：淀积温度低，薄膜成分易控，膜厚与淀积时间成正比，均匀性，重复性好，台阶覆盖性优良。化学气相淀积是把含有构成薄膜元素的气态反应剂引入反应室，在晶圆表面发生化学反应，从而生成所需的固态薄膜并淀积在其表面。
参考文献：
［1］张兴.微电子学概论.北京大学出版社，2004.
［2］杨之廉.超大规模集成电路设计方法学导论.清华大学出版社，2000.
（作者单位 大连职业技术学院）
系统集成工程师基本要求概述 篇4
系统集成，从字面上讲就是将各功能部分综合、整合为统一的系统。1：通常计算机以及网络基础理论，熟悉网络技术系统基础。2：精通网络设备调试技术，服务器调试技术，基础应用平台调试技术或其中之一。3：精通网络平台设计，服务器平台设计，基础应用平台设计或其中之一。4：良好的口头语言表达能力和文字表达能力。5：较高的计算机专业英语水平。6：良好的人际交流能力和与他人协同工作能力。7：在压力环境下现场解决问题的能力。8：广博的知识面。系统集成涵盖的范围很广，工程师应该一专多能，一精多通。
统集成工程师
又称为系统集成项目管理工程师。是指进行数据库的安装和维护、进行数据平台的安装、配置和使用，各种应用服务器的安装和配置的人员。具体知识
1：网络
基础知识：深刻理解网络基本概念，例如>ISO/OSI、TCP/IP、VLAN、各种LAN、WAN协议、各种路由协议、NAT等等
Cisco：熟悉Cisco产品线；会配置主要型号的交换机和路由器，不熟悉的设备能够独立查资料配置；熟悉Cisco一些主要的技术例如VOIP、Qos、ACL等；
Nortel：熟悉Nortel产品线；会配置主要型号的交换机和路由器，不熟悉的设备能够独立查资料配置；
Huawei-3com：熟悉Huawei-3com产品线；会配置主要型号的交换机和路由器，不熟悉的设备能够独立查资料配置；
Foundry：熟悉Foudry产品线；会配置主要型号的交换机和路由器，不熟悉的设备能够独立查资料配置；
2：主机
基础知识：熟悉服务器的基本知识，例如各种RAID、各种外设、SCSI卡等等
Sun Solaris：熟悉Sun小型机产品线，掌握各个版本的Solaris使用IBM AIX：熟悉IBM小型机产品线，掌握各个版本的AIX使用HP HP-UX：掌握HP-UX的基础知识
Linux：熟悉主流版本的Linux的安装、使用、配置
MS Windows：熟练掌握Windows NT、2000、2003的安装、使用、配置、排错
3：数据库与中间件
基础知识：深刻理解数据库的基本概念，会使用简单的SQL语句，了解数据库复制、数据仓库等高级概念
Sybase ASE：熟悉Sybase数据库的基本概念、体系结构、安装、配置、维护、排错、复制
Oracle DB：熟悉Oracle数据库的基本概念、体系结构、安装、配置、维护、排错、复制
MS SQL Server：熟悉MS SQL Server数据库的基本概念、体系结构、安装、配置、维护
IBM DB2：了解IBM DB2
MySQL：了解MySQL数据库在Windwos和linux下的安装和维护Sybase EAserver：熟悉Sybase EAServer在各个平台的安装、配置和使用
Oracle AS：了解Oracle应用服务器的安装和配置
IBM WebSphere：熟悉IBM Websphere各个版本在各个平台的安装、配置和使用
Tomcat：了解Tomcat在Windwos和linux下的安装和维护
4：安全
基础知识：深刻理解网络安全的重要性，了解各种安全设备的作用防火墙：深刻理解防火墙的基本概念和作用，了解主流的国内和国际品牌，在文档的帮助下能够独立配置使用和诸如联想、天融信等国产防火墙
入侵检测系统：深刻理解IDS基本概念和作用，了解主流的国内和国际品牌，在文档的帮助下能够独立配置和使用诸如金诺网安、绿盟等国产IDS
漏洞扫描系统：深刻漏洞扫描的基本概念和作用，了解主流的国内和国际品牌，在文档的帮助下能够独立配置和使用诸如榕基等国产扫描系统VPN：了解VPN的基本概念
加密和认证：了解加密和认证的基本概念
安全隔离产品：了解安全隔离产品
网络反病毒：了解国内国际主流的反病毒厂商，能够熟练安装、配置、部署诺顿、卡巴斯基、瑞星等主流软件
邮件反病毒反垃圾：理解邮件反病毒反垃圾的重要性，了解反病毒反垃圾用到的主要技术，在文档的帮助下能够正确安装和配置国产邮件反病毒反垃圾软件
5：存储和备份
基础知识：了解存储的基本概念和主流厂商，了解磁带、DAS、NAS、SAN的基本概念
Sun存储：了解Sun的存储产品，在文档的帮助下能够独立配置Sun的存储产品
IBM存储：了解IBM的存储产品，在文档的帮助下能够独立配置IBM的存储产品
EMC存储：了解EMC的存储产品，在文档的帮助下能够独立配置EMC的存储产品
光纤Hub、光纤交换机：了解光纤Hub、光纤交换机的基本概念和主要作用
备份：深刻理解备份的重要作用，了解主流备份软件诸如ARC Server、NetBackup等软件的安装、配置和使用、熟悉主流数据库的备份方法和策略6：音视频
视频会议：了解视频会议的基本概念、组成部分和协议，了解主流的视频终端和MCU，能够独立操作泰德的视频终端和Radvision的MCU视频点播：了解视频点播和流媒体的基本概念、组成部分和协议，能够安装和配置视频点播所需要的软件（RealServer等）和硬件（视频采集卡等）
VOIP：了解VOIP的的基本概念和应用，了解语音网关和语音关守，能够配置VoIP
组播：了解组播的基本概念和应用以及组播路由协议，能够配置简单的组播
各种音视频设备：了解各种音频、视频设备以及各种线缆，了解诸如智能法庭的整体结构
7：应用
白车身焊装工艺设计概述 篇5
第一节
焊装工艺分析
工艺性好坏的客观评价标准就是在一定的生产条件和规模下，能否保证以最少的原材料和加工劳动量，最经济地获得高质量的产品。影响车身焊装工艺性的主要因素有生产批量、车身产品分块、焊接结构、焊点布置等。一．生产批量
车身的焊装工艺主要由生产批量的大小确定的。一般来说，批量越小，夹具的数量越少，自动化程度越低，每台夹具上所焊的车身产品件数量越多；反之，批量越大，焊装工位越多，夹具数量越多，自动化程度越高，每台夹具上所焊的车身产品件数量越少。1．生产节拍的计算 2．时序图设计
时序图（TIME CHART）是指一个工位从零部件上料到焊好后合件取料的整个过程中所有动作顺序、时间分配以及相互间互锁关系，这些动作包括上下料（手动或自动），夹具夹紧松开，自动焊枪到位、焊接、退回以及传送装置的运动等。
由于每个车身装焊的零部件数量一定，焊点数量一定，焊接时间一定，要达到一定生产节拍内完成所有焊接，就必须将工序分开，分工位上料、焊接。二．车身产品分块
分块是将车身外壳体分成若干块便于冲压和焊装的零部件、组合件、分总成和总成。合理的分块不仅有利于形成良好的装配质量，并可有效地简化和优化制造工艺。
汽车白车身是一个尺寸很大的复杂的焊接结构件，设计制造时常常是将车身总成合理地划分为若干个部件和组合件，分别进行装配焊接成分总成件，然后再装配焊接成总成结构，这样化复杂为简单，化大为小，可以大大提高劳动生产率，改善结构的焊接工艺性。1．结构分离面
将白车身总成分解为若干个分总成，相邻两个分总成的结合面称为分离面。分离面可以分为两类：（1）设计分离面
根据使用上和构造上的特点，将汽车车身分成为可以单独进行装配的分总成，1 如发动机罩、行李厢盖、车门、车身本体等，这些分总成之间的结合面，称为设计分离面。
设计分离面一般采用可拆卸的连接，如铰链连接，以便在使用和维修过程中迅速拆卸和重新安装，而不损坏整体结构。（2）工艺分离面
在生产制造过程中，为了适应制造装配的工艺要求，需要进一步将上级分总成分解为下一级分总成，甚至小组件，进行单独装配焊接，这些下一级分总成或组件之间的结合面，称为工艺分离面。例如车身本体总成分解为前围、后围、地板、左/右侧围、顶盖六大分总成，这六大分总成分别平行进行单独装焊，而后总装在一起进行焊接，这些分总成之间的结合面就是工艺分离面。工艺分离面一般采用不可拆卸的连接方法，如焊接、铆接等。它们最终构成一个统一的刚性整体。三．焊接结构
由于汽车车身除某些加强构件外，主要都是由低碳钢薄板冲压零件焊接而成，其厚度在0.6mm～1.5mm范围之内。采用最多的焊接方法是电阻点焊，它将工件(PANEL)以200～300kgf程度加压至焊枪的铜电极，并瞬间（0.16～0.2秒）通过大约1万安培的高电流，以电极接触点发生的电阻热熔融结合的焊接方法。在一辆小车的车体中大约有3000个焊点，其大部分为两层焊，根据结构也有3～4层焊。
当生产批量不大和具有密封要求的连接处，以及开敞性差的焊缝，一般采用二氧化碳气体保护焊。1．焊接接头型式
焊接连接处称为焊接接头。因电阻点焊的要求，车身结构的基本焊接接头型式主要是搭接接头和弯边接头。
弯边接头的焊点操作性优于搭接接头，因为弯边接头焊点直接暴露在操作台面一侧，选用小型“X”型焊钳就能很方便地进行焊接。
考虑焊接强度，弯边接头起到相当于加强梁的作用，可增大结构强度，但翻边因受冲压工艺的限制，导致贴合不理想，易产生焊接缺陷，而且弯边接头的焊点抗正应力能力比抗剪切能力差，总的对焊接强度增大不大。考虑焊接精度，搭接接头焊点质量主要决定于工 装的精度。而弯边接头焊接质量除了与工装精度有关外，还与零件翻边精度有关，而受冲压工艺和储运2 方式的影响，翻边是零件质量最不稳定的地方，它容易导致两零件因贴合不好产生焊接变形，而且弯边接头的零件不利于利用工艺孔对零件作精确定位。2．接头开敞性
封闭接头是不可能用作点焊的，半封闭接头如车身底部和内部接头也会给制造带来一定麻烦。由于车身各连接部位不同，组成零件的形状不一样，虽然都采用搭接或弯边接头，但其结构的断面形状有很大差别。
冲压件结构型式要考虑点焊工艺性。由于电阻点焊方法本身可达性差，在车身结构设计时，应尽量避免采用狭窄而深的或上、下电极难以接近的焊接结构和焊接接头。3．接头的强度
点焊焊缝适宜在剪切力下工作，而不适宜在拉伸力下工作。设计汽车车身点焊焊接结构时，应尽量使焊缝在剪切力而不是在拉力下工作。点焊焊缝的强度与母材的种类及焊接工艺有关。
焊点受力状态：尽量避免焊点密集布置或交汇在一起，否则金属易由于过热而产生严重应力集中及变形，影响焊接质量。车身外板的焊接，由于焊接热应力会使表面局部变形而影响外观质量，这时可通过改变车身零件形状来消除或减轻这类缺陷。4．焊接厚度
点焊通常用于两层薄板之间的连接，有时也用于连接叠在一起的三层薄板。为了保证焊点的焊透率，两层焊件厚度宜相等或相近，厚度相差应不大于3倍。连接三层板时，如板厚有差别，厚板应置于中间，有利于熔核在三层板上形成。四．焊点布置
车身焊接中焊点的数量以及焊点间距的确定是焊装工艺性的一项重要内容。焊点间距越小，焊点数越多，焊接强度也就越高，但分流越大，它会给产品的强度带来不利影响。焊接质量也会因分流的影响而不易保证。
根据车身焊接接头的特点以及车身结构设计时接头的搭边宽度和焊点布置等 第二节
焊装夹具的工艺方案设计
轿车车身是由上千个冲压件、近5000个焊点焊装成一个整体，每个零件之间的连接必须在三维空间中依靠焊装夹具定位，零件与零件连接形成一个整体车身。每一个零件的连接精度，都是由焊装夹具来保证，它直接影响到功能部件，如发动机、转向器、变速器等的安装精度和性能。重要的外形部件，如保险杠、车门、发动机盖、后箱盖、前后灯等的安装平顺性，都与车身焊装形位精度有直接的关系。
在进行焊装夹具设计之前，首先需要根据车身零件的形状、焊装工艺、焊点位置及数量来设计夹具的工艺方案，即设定焊装过程中夹具的定位基准及定位基准的形态。
一．定位基准的基本概念
基准是指某些特定（参考）点、线、面的组合，借以确定零部件中相关点、线、面的位置。按其用途不同，可分为设计基准和工艺基准。设计基准是指在产品图样上，设计者所选定的参考点、线、面的组合，用以确定零件轮廓、尺寸及形位公差等。工艺基准是指在加工过程中，直接用于测量、定位、安装零部件时的实际点、线、面的组合，它分为定位基准、装配基准和测量基准。
夹具的定位基准是为了使焊好的车身组件、分总成件、总成件的位置与车身产品设计图纸、冲压成形零件的形状尺寸、车身测量数据在X、Y、Z方向上一致，所设定的焊装夹具的位置。合理选择夹具的定位基准，可以简化焊接工艺和夹具结构，并且容易保证车身零件的装配焊接精度和质量。选择夹具定位基准时，应尽量使其与车身零件设计基准相统一，减少因基准不重合带来的误差。
1．定位基准的种类和功能（1）定位基准面
定位基准面有主基准和副基准两种。主基准面是为了保证被焊零件的准确定位。主基准面应该尽量设定在保证零件形状精度和刚性的位置上，而且数量尽可能少，一般主基准面为不可调整的形式。副基准面是为了校正零件、辅助焊接过程或辅助焊接设备而设定的，它能约束零件的扭曲和回弹、使零件保持形状不变、校正和约束焊接变形，是焊接工装结构上必要的基准，它设4 计成可调整的形式。（2）定位基准孔
定位基准孔也有主基准和副基准两种。主基准孔的作用是固定被焊零件，它用圆柱销约束零件的两个方向，在保证可靠定位的前提下主基准孔的数量应尽可能少。副基准孔的作用是防止被焊零件的回转，它可以用圆柱销或菱形销定位，一般选择零件上的长孔作为副基准孔，用菱形销约束零件的一个方向。
（3）定位基准端
定位基准端也有主基准和副基准两种。主基准端使被焊零件准确定位，它确定一个方向的位置，不可调整。副基准端是为了辅助焊接过程或焊接设备而设定的，它是约束焊接变形和焊接时两个零件错位的基准，设计成可调整的形式。
2．定位基准选择的优先顺序
（1）考虑车身零件的制造工艺，定位基准确定的先后顺序为总成、分总成、组件、零件。因为如果装配件的定位基准不确定，则不可能对零部件的精度确定及正确评价，也无法决定零部件的准确修正方向。同时为了使车身零件在制造过程中的变化要素最小，需要把含有更多变化要素的装配件上的定位基准首先确定。
（2）为了确定车身零部件的位置，需要基准孔、基准面和基准端的组合，但是在同一方向上约束时，采用基准面、孔、端的顺序不同。考虑车身零件的形状，定位基准选择的先后顺序为基准面基准孔基准端。这与冲压零件的成形顺序一致，即先拉延后冲孔。优先选用基准面可以使相邻零件的贴合面累积误差最小，也容易补偿刚性不足的零件形状，而且如果基准孔的位置和孔间距不准确会造成被焊零件的位置不稳定。3．定位基准位置的选定方法
夹具定位基准的选定必须以冲压件零件图、装配焊接后的组件图、车身焊装工艺流程和工艺方案、车身装配公差要求以及基本车型的相关资料为依据。其选用方法为：
（1）夹具定位基准面的厚度一般为16mm，只有地板框架处夹具定位基准面的厚度选为19mm。为了便于夹具设计与检测，定位基准面尽量选在与车线平行的位置，且与车线之间的距离为整数；若定位基准的位置与车线倾斜，5 则从车线处标注尺寸和角度。
（2）定位基准面要尽可能选在断面形状一致的位置，尽量避免断面发生变化的位置。因为断面发生变化的位置容易造成零件变形，很难精确定位。（3）定位基准孔要尽可能与定位基准面不重合。这是因为基准孔与基准面的定位方向不同，当零件定位基准面发生变化时，定位基准孔的位置也发生变化。
（4）分析整条生产线上各工位零件的构成以及各构成零件的位置，使定位基准的位置尽量选在能贯穿整条生产线的位置上，即生产线上各工位的定位基准尽量保持一致，以减小工位间的定位偏差。
（5）定位基准尽量选在被焊零件有贴合要求或功能要求的位置，如有装配关系要求的面或孔，有位置尺寸要求的端部或孔等。
（6）定位基准尽量选在容易上件取料的位置，容易实现焊装自动化的位置，以及使装配累积误差最小化的位置上。
（7）对于相同零件的定位，其定位基准位置尽量要统一。
（8）定位基准要选在可以减小焊接变形的位置上。当焊接面的长度足够时，可以将定位基准面直接选在焊接面上。
（9）各被焊零件要尽可能单独定位，不能只依靠相邻零件型面的贴合来定位。第三节
车身焊装生产线 一．车身焊装生产线的组成
车身焊装生产线是轿车、微型客车等车型生产过程中的几个主要生产线之一，其空间作业内容复杂且自动化程度较高。车身焊装生产线是汽车白车身（BODY IN WHITE）全部成型工位的总称，它由车身总成线和许多分总成线组成。
1．车身完成线（SLAT LINE）
车身完成线是一条车身装配生产线，它通过铰链连接方式分别将焊装好的前后车门，翼子板，发动机罩，行李厢盖或背门与车身本体连接装配，形成白车身（Body In White），同时对车身焊接质量进行检测和修磨。
车身完成线的特点是整条生产线不需要焊接，是机械铰链连接，属于可拆卸连接，无任何焊接设备；基本上是手工作业；是整个车身焊装生产线的最后一道工序，完成后的产品即为白车身，将输送到涂装车间进行表面处理。2．主焊线（MAIN LINE）
主焊线是车身焊装车间最重要的一条焊装生产线，它完成车身六大分总成（地板，左右侧围，顶盖，通风罩及仪表板，后行李台）的焊接，有时也叫车身总成生产线。
车身总成工位是主焊线上的一个核心工位，在这个工位上，实现六大总成的装配。其中地板总成的上料是通过地板传送机构（UNDER SHUTTLE）直接传送到总成工位；侧围总成的自动上料方式有移动式、旋转式、移动翻转式和2－4位翻转基座式；顶盖、通风罩、后行李台是利用自动输送机械（AUTO FEEDING MACHINE）上料。
在主焊线上一般还设置有若干个补焊工位，完成车身本体的补焊（RESPOT WELDING）。从主焊线上生产出来的产品通过升降机设备传送到车身完成线上。3．地板总成线（UNDER BODY LINE）
地板总成线完成发动机室、前地板和后地板的装配焊接。地板是车身结构中强度相对较大的部分，常常需要布置有二氧化碳焊机进行补焊。
根据自动化程度不同，地板总成线上设置有工位间传送机构，焊装夹具，机器人点焊系统，涂胶设备，升降机等等。4．侧围总成线（SIDE FRAME LINE）
侧围总成线完成侧围内外板的结合，一般它有左右对称布置的两条生产线。7 在侧围总成线上布置有工位间传送机构，焊装夹具，机器人点焊系统，涂胶设备，自动输送机械等等。如图为典型侧围总成线布置示意图。5．移动线（MOVING LINE）
移动线主要是指车门焊装线，发动机罩&行李厢盖焊装线，翼子板焊装线。车门、发动机罩、行李厢盖焊装线都是经过涂胶、折边、焊接、完成等工序实现内外板的结合。它的主要设备有内外板焊装夹具，折边机，转换压模，输入输出设备，涂胶设备，铰链装配夹具，二氧化碳焊机等等。6．子线（SUB LINE）
子线主要是指车身中的一些组合件、分总成件的简单小型焊装线，如顶盖焊装线，通风罩焊装线，后行李台焊装线，发动机室焊装线，前地板焊装线，后地板焊装线，前立柱焊装线，中立柱焊装线等等。
根据自动化程度不同，子线可以设计成单工位独立操作形式，也可以设计成几个工位流水线操作方式；被焊零件在各工位之间可以应用手工或者自动传送。
二．
柔性焊装线上的组成单元
柔性焊装生产线是为了适应用户不同产量、不同生产率、不同自动化程度、不同工厂环境的要求而设计的。柔性生产系统是车身焊装线的全球发展趋势。柔性组成单元主要包括：柔性焊装夹具，自动焊接装置，点焊设备，车身总成工位，自动输送机械，传送机构，升降机，折边机，机器人系统，电控系统，其它机构等等。1．柔性焊装夹具
（JIG）
为了适应不同车型，柔性夹具一般采用两种结构型式：一是固定式，它设置在各种车型断面相同或相似的位置；二是切换式，在不同车型断面相差很大的情况下，利用切换式夹具分别适应不同车型的定位夹紧，有旋转和移动两种方式。
2．自动焊接装置（AUTO GUN）
由于手工焊接劳动强度大，生产率低，且焊接质量难以保证。随着焊装生产线自动化程度的提高，它逐渐被自动焊接装置所代替。自动焊接装置是由自动焊钳及其附属设备组成，相比焊接机器人而言，它的投资少且焊接接近性好，是我国汽车车身焊接的发展方向。根据冲压件上要求焊接的焊点数目和位置不同，其自动焊钳的布置方式也不相同。当只需要焊接一个点且焊钳与焊件之间不会发生干涉时，可将焊钳简单布置成固定形式，但在大多数场合下为了避免焊钳与焊件的运动发生干涉，需将它设计成转动式或平移式，而且平移式的自动焊接装置还适用于焊接一条直线上的多个焊点。如图
所示。3．点焊设备（SPOT WELDER）
为了满足不同用户的要求，根据成本以及焊接自动化程度的不同，可以选择不同的焊接方式，主要有手工点焊PSW（Portable Spot Welding），自动点焊ASW（Auto Spot Welding），机器人点焊RSW（Robot Spot Welding）。4．车身总成工位（MAIN BUCK）
车身总成工位是主焊线上的核心工位，它是将地板总成、左右侧围总成、顶盖总成、通风罩及仪表板和后行李台总装焊接，形成车身焊接本体。其侧围上料方式主要有移动式，旋转式，移动翻转式，2－4位翻转基座式。5．自动输送机械（AUTO FEEDING MACHINE）
自动输送机械主要用于被焊零件在线与线或工位与工位之间的移动。它主要有两种结构型式：连杆型和气缸型。
连杆型结构是以电葫芦作为驱动力，伸缩连杆用铰支销连接，它可用于比较大的行程要求，而且安装时高度空间占用少。如图－a所示。气缸型结构是以气缸作为驱动力，它能够高速准确定位，并且简单、可靠，但在安装时要求有足够的高度空间。6.传送机构（SHUTTLE）
传送机构可以设置在主焊线、移动线、地板线和侧围线中，用于将零件快速准确地移送到要求的位置。根据传送机构相对于被焊零件的空间位置可以分为底置传送机构（UNDER BODY SHUTTLE），顶置传送机构（OVER HEAD SHUTTLE）和侧置传送机构（SIDE SHUTTLE）。7.升降机（DROP LIFTER）
升降机用于上下方向将零件、小车或零件物架装载（或卸载）到传送机构中。它主要有两种型式：一种是将台车或物架装载（或卸载）到焊装线的起始或终止工位；另一种是用于上料或卸料，它适用于任何传送系统中。8．折边机（HEMMING PRESS）
折边机是一种液压控制的压力设备，它的压力大于100吨，用于车门、发动9 机罩、行李厢盖焊装线上内外板的包边。根据不同的车型，可通过更换模具进行生产。9．机器人系统
在白车身焊装生产线中利用多轴机器人进行二氧化碳焊接、点焊、涂胶和上下料，大大提高了焊装生产线的自动化程度和生产效率。10．电控系统
随着焊装生产的机械化和自动化水平的不断提高，要求在高效生产的同时能保持稳定的焊点质量，并能通过报警及时发现焊装线在生产中出现的故障，立即予以排除。为此，需要建立一套控制系统，能够及时了解整条焊装线上各工位的工作情况，并能对点焊过程出现的一些外界影响因素自动补偿。在汽车焊装线的控制中广泛应用可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller），它具有响应时间快、控制精度高、可靠性好、控制程序可随工艺而改变、易与计算机接口、维修方便等优点，而且体积小、寿命长，抗干扰能力强。焊接基础知识问答 1.什么叫焊接?
答：两种或两种以上材质(同种或异种),通过加热或加压或
二者并用,来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程叫焊接.2.什么叫电弧？
答：由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。
〈1〉按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧和脉冲电弧。
〈2〉按电弧的状态可分为：自由电弧和压缩电弧（如等离子弧）。
〈3〉按电极材料可分为：熔化极电弧和不熔化极电弧。
3.什么叫母材？
答：被焊接的金属---叫做母材。
4.什么叫熔滴？
答： 焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴---叫做熔滴。
5.什么叫熔池？
答：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分---叫做熔池。
6.什么叫焊缝？
答：焊接后焊件中所形成的结合部分。
7.什么叫焊缝金属？
答：由熔化的母材和填充金属（焊丝、焊条等）凝固后形成的那部分金属。
8.什么叫保护气体？
答：焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体（氢、氧、氮）侵入的气体---保护气体。
9.什么叫焊接技术？
答：各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺以及焊接设备等及其基础理论的总称—叫焊接技术。
10.什么叫焊接工艺？它有哪些内容？
答：焊接过程中的一整套工艺程序及其技术规定。内容包括：焊接方法、焊前准备加工、装配、焊接材料、焊接设备、焊接顺序、焊接操作、焊接工艺参数以及焊后处理等。
11.什么叫CO2焊接？
答：用纯度> 99.98% 的CO2做保护气体的熔化极气体保护焊—称为CO2焊。12.什么叫MAG焊接？
答：用混合气体75--95% Ar + 25--5 % CO2，（标准配比：80%Ar + 20%CO2）做保护气体的熔化极气体保护焊—称为MAG焊。
13.什么叫MIG焊接？
答： 〈1〉用高纯度氩气Ar≥ 99.99%做保护气体的熔化极气体保护焊接铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属；
〈2〉用98% Ar + 2%O2 或95%Ar + 5%CO2做保护气体的熔化极气体保护焊接实心不锈钢焊丝的工艺方法--称为MIG焊。
〈3〉用氦+氩惰性混合气做保护的熔化极气体保护焊。
14.什么叫TIG（钨极氩弧焊）焊接？
答：用纯钨或活化钨（钍钨、铈钨、锆钨、镧钨）作为不熔化电极的惰性气体保护电弧焊，简称TIG焊。
15.什么叫SMAW（焊条电弧焊）焊接？
答：用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。
16.什么叫碳弧气刨？
答：使用碳棒作为电极，与工件间产生电弧，用压缩空气（压力0.5—0.7Mpa）将熔化金属吹除的一种表面加工的方法。常用来焊缝清根、刨坡口、返修缺陷等。
17.为什么CO2焊比焊条电弧焊效率高？
答：〈1〉CO2焊比焊条电弧焊熔化速度和熔化系数高1-3倍；
〈2〉坡口截面比焊条减小50%，熔敷金属量减少1/2；
〈3〉辅助时间是焊条电弧焊的50%。
三项合计：CO2焊的工效与焊条电弧焊相比提高倍数2.02--3.88倍
18.为什么CO2焊接接头比焊条电弧焊的焊接接头质量好？
答：CO2焊缝热影响区小，焊接变形小；CO2焊缝含氢量低（≤1.6ML/100g），气孔及裂纹倾向小；CO2焊缝成形好，表面及内部缺陷少，探伤合格率高于焊条电弧焊。
19.为什么CO2焊比焊条电弧焊的综合成本低？
答：〈1〉坡口截面积减少36-54%, 节省填充金属量；
〈2〉降低耗电量65.4%；
〈3〉设备台班费较焊条电弧焊降低67-80%，降低成本20-40%； 〈4〉减少人工费、工时费，降低成本10-16%；
〈5〉节省辅助工时、辅料消耗及矫正变形费用；
综合五项,CO2焊能使焊接总成本降低 39.6-78.7%,平均降低59%。
20.什么叫低频脉冲？适用哪些焊接？
答：脉冲频率在0.5—30Hz的脉冲电弧叫作低频脉冲焊接。主要用于不锈钢、钢和钛等有色金属的TIG焊。
21.什么叫中频脉冲？适用哪些焊接？
答：脉冲频率在30-500Hz的脉冲电弧叫作中频脉冲焊接。由于具有电弧压缩效应，电弧集中，挺度好，主要用于薄件不锈钢、钢和钛等有色金属的TIG焊和不锈钢和铝及铝合金的MIG焊。
22.为什么CO2焊接有飞溅？
答：焊丝端部的熔滴与熔池短路接触（短路过渡），由于强烈过热和磁收缩的作用使熔滴爆断，产生飞溅。CO2焊机的输出电抗器和波形控制可以将飞溅降低至最小程度。
23.为什么MIG/MAG大电流焊接才能实现射流过渡，无飞溅？
答：MIG/MAG焊接时，各种金属均具有短路过渡转变为射流过渡的临界电流值（如：φ1.2碳钢、不锈钢焊丝，电流I≥260—280A），此时电弧呈射流过渡状态，实现无飞溅焊接。
24.为什么MIG/MAG小电流焊接要用带脉冲的电源才能实现射流过渡，无飞溅？
答：MIG/MAG焊接，焊接电流低于临界电流值时，采用带脉冲的电源，其脉冲电流大于临界电流值，电弧也能呈射流过渡状态，实现无飞溅焊接（如：使用松下AG2/GE2脉冲MIG/MAG焊机，φ1.2碳钢、不锈钢、铝及铝合金焊丝在电流I≥80A时已实现脉冲射滴过渡，其脉冲电流Ip≥350A）。
焊接材料基础知识问答
1.什么叫焊接材料？包括哪些内容？
答：焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、气体、电极、衬垫等。
2.什么叫焊丝？
答：焊接时作为填充金属，同时用来导电的金属丝—叫焊丝。分实心焊丝和药芯焊丝两种。常用的实心焊丝型号：ER50-6（牌号：H08Mn2SiA）。
3.为什么MAG焊接接头比CO2焊接接头的冲击韧性高？
答：MAG焊接时，活性气体仅为20%，焊丝中的合金元素过渡系数高，焊缝的冲击韧性高。CO2焊活性气体为100%，焊丝中的锰、硅合金元素联合脱氧，其合金元素过渡系数略低，焊缝的冲击韧性不如MAG焊高。如唐山神钢MG-51T焊丝（相当于ER50-6）其常温冲击韧性值：MAG： 160J；CO2： 110J。
4.什么叫药芯焊丝？
答：由薄钢带卷成圆形钢管，同时在其中填满一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝。
5.为什么药芯焊丝用CO2气体保护？
答：按保护方式区分药芯焊丝有两种类型：药芯气保焊丝和药芯自保焊丝。药芯气保焊丝一般用CO2气体作保护，属于气渣联合保护形式，焊缝成形好，综合机械性能高。
6.为什么药芯焊丝焊缝表面会出压痕气孔？
答：因药芯焊丝是由薄钢带卷成的管状焊丝，属于有缝焊丝；空气中的水分会通过缝隙侵入药芯，焊药潮湿（无法烘干），造成焊缝有压痕气孔。
7.为什么对CO2气体纯度有技术要求？
答：一般CO2气体是化工生产的副产品，纯度仅为99.6%左右，含有微量的杂质和水分，会给焊缝带来气孔等缺陷。焊接重要产品一定要选用CO2纯度≥99.8%的气体，焊缝气孔少，含氢量低，抗裂性好。
8.为什么对氩气纯度有较高技术要求？
答：目前市场上有三种氩气：普氩（纯度99.6%左右）、纯氩（纯度99.9%左右）、高纯氩（纯度99.99%），前两种可焊接碳钢和不锈钢；焊接铝及铝合金、钛及钛合金等有色金属一定要选用高纯氩；避免焊缝及热影响区被氧化无法进行焊接。
9.为什么TIG焊喷嘴有大小多种规格？
答：有4—8﹟五种规格喷嘴，焊接碳钢可选用4—5﹟喷嘴，焊接不锈钢和铝及铝合金应选用6—7﹟大喷嘴，以加强焊缝及热影响区的保护范围。焊接钛及钛合金等有色金属应选用7—8﹟更大的喷嘴，才能防止焊缝及热影响区被氧化。
10.什么叫酸性焊条？
答：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条，如结422（E4303）、结502（E5003）等交直流两用电焊条。
11.什么叫碱性焊条？
答：药皮中含有多量碱性氧化物同时含有氟化物的焊条，如结507（E5015）、结506（E5016）等电焊条。
12.什么叫纤维素型（下向立焊专用）焊条？
答：药皮中含有多量有机物的焊条，管道及薄板结构下向立焊专用。
〈1〉如E6010（相当于E4310、J425G）适用于打底焊、热焊、填充焊。
〈2〉E8010（相当于E5511、J555）适用于热焊、填充焊、盖面焊层。
一般用低氢下向焊条盖面焊； E7048（相当于J506X）焊缝外形整洁、美观。
13.为什么焊前焊条要严格烘干？
集成电路制造工艺概述 篇6
【发布时间:2015年06月18日】 【来源：电子信息司】 【字号：大中小】
信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术等交叉融合正在引发新一轮科技革命和产业变革，将给世界范围内的制造业带来深刻影响。这一变革与中国加快转变经济发展方式、建设制造强国形成历史性交汇，对中国制造业的发展带来了极大的挑战和机遇。
当前，中国制造业总体大而不强。主要制约因素是自主创新能力薄弱，集成电路等核心技术和关键元器件受制于人；大多数产业尚处于价值链的中低端。在此背景下，国家出台《中国制造2025》战略规划，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国，并将“推动集成电路及专用装备发展”作为重点突破口，以“中国制造2025”战略的实施带动集成电路产业的跨越发展，以集成电路产业核心能力的提升推动“中国制造2025”战略目标的实现。
一、集成电路技术和产业对中国制造的重要意义
集成电路是工业的“粮食”，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一，是实现中国制造的重要技术和产业支撑。国际金融危机后，发达国家加紧经济结构战略性调整，集成电路产业的战略性、基础性、先导性地位进一步凸显，美国更将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首。
发展集成电路产业既是信息技术产业乃至工业转型升级的内部动力，也是市场激烈竞争的外部压力。中国信息技术产业规模多年位居世界第一，2014年产业规模达到14万亿元，生产了16.3亿部手机、3.5亿台计算机、1.4亿台彩电，占全球产量的比重均超过50%，但主要以整机制造为主。由于以集成电路和软件为核心的价值链核心环节缺失，电子信息制造业平均利润率仅为4.9%，低于工业平均水平1个百分点。目前中国集成电路产业还十分弱小，远不能支撑国民经济和社会发展以及国家信息安全、国防安全建设。2014年中国集成电路进口2176亿美元，多年来与石油一起位列最大宗进口商品。加快发展集成电路产业，对加快工业转型升级，实现“中国制造2025”的战略目标，具有重要的战略意义。
二、当前中国集成电路产业发展现状
（一）产业发展已取得长足进步
经过改革开放以来30多年的发展，特别是2000年《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》发布以来，中国集成电路市场和产业规模都实现了快速增长。市场规模方面，2014年中国集成电路市场规模首次突破万亿级大关，达到10393亿元，同比增长13.4%，约占全球市场份额的50%。产业规模方面，2014年中国集成电路产业销售额为3015.4亿元，2001-2014年年均增长率达到23.8%。
技术实力显著增强。系统级芯片设计能力与国际先进水平的差距逐步缩小。建成了7条12英寸生产线，本土企业量产工艺最高水平达40纳米，28纳米工艺实现试生产。集成电路封装技术接近国际先进水平。部分关键装备和材料实现从无到有，被国内外生产线采用，离子注入机、刻蚀机、溅射靶材等进入8英寸或12英寸生产线。
涌现出一批具备国际竞争力的骨干企业。2014年海思半导体已进入全球设计企业前十名的门槛，据IC Ingsights数据显示，我国设计企业在2014年全球前五十设计企业中占据了9个席位。中芯国际为全球第五大芯片制造企业，连续三年保持盈利。长电科技位列全球第六大封装测试企业，在完成对星科金朋的并购后，有望进入全球前三名。
（二）制约产业发展的问题和瓶颈仍然突出
主要表现在：一是产业创新要素积累不足。领军人才匮乏，企业技术和管理团队不稳定；企业小散弱，500多家集成电路设计企业收入仅约是美国高通公司的60-70%，全行业研发投入不足英特尔一家公司。产业核心专利少，知识产权布局结构问题突出。二是内需市场优势发挥不足。芯片设计与快速变化的市场需求结合不紧密，难以进入整机领域中高端市场。跨国公司间构建垂直一体化的产业生态体系，国内企业只能采取被动跟随策略。三是“芯片-软件-整机-系统-信息服务”产业链协同格局尚未形成。芯片设计企业的高端产品大部分在境外制造，没有与国内集成电路制造企业形成协作发展模式。制造企业量产技术落后国际主流两代，关键装备、材料基本依赖进口。
三、中国集成电路产业发展面临的机遇与挑战
当前，全球集成电路产业已进入深度调整变革期，既带来挑战的同时，也为实现赶超提供了难得机遇。从外部挑战看，国际领先集成电路企业加快先进技术和工艺研发，推进产业链整合重组，强化核心环节控制力。不少领域已形成2-3家企业垄断局面。从发展机遇看，市场格局加快调整，移动智能终端爆发式增长，成为拉动集成电路产业发展的新动力。产业格局面临重塑，云计算、物联网、大数据等新业态引发的产业变革刚刚兴起，以集成电路和软件为基础的产业规则、发展路径、国际格局尚未最终形成。集成电路技术演进呈现新趋势，制造工艺不断逼近物理极限，新结构、新材料、新器件孕育重大突破。此外，随着信息消费市场持续升级，4G网络等信息基础设施加快建设，中国作为全球最大、增长最快的集成电路市场继续保持旺盛活力，预计2015年市场规模将达1.2万亿元，这些都为中国集成电路产业实现“弯道超车”提供了有利条件。
四、国家推动“集成电路及专用装备”领域突破发展的举措
为推动集成电路及专用装备的发展，2000年以来，国家先后出台《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（国发〔2000〕18号）和《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》（国发〔2011〕4号），设立了电子信息板块国家科技重大专项，指导制定了《电子信息制造业“十二五”发展规划》、《集成电路产业“十二五”发展规划》等，国内集成电路产业发展环境持续得到优化。为进一步加快集成电路产业发展，2014年6月国务院出台了《国家集成电路产业发展推进纲要》（以下简称《推进纲要》），明确了“需求牵引、创新驱动、软硬结合、重点突破、开放发展”五项基本原则。进一步突出企业的主体地位，以需求为导向，以技术创新、模式创新和体制机制创新为动力，破解产业发展瓶颈，着力发展集成电路设计业，加速发展集成电路制造业，提升先进封装测试业发展水平，突破集成电路关键装备和材料，推动产业重点突破和整体提升，实现跨越发展。2014年9月成立了国家集成电路产业投资基金（以下简称国家基金），基金实行市场化、专业化运作，带动多渠道资金投入集成电路领域，破解产业投融资瓶颈。
集成电路制造工艺概述 篇7
在科技快速发展的带动下, 计算机集成制造系统被广泛应用于制造业。我国是世界制造大国, 因此该系统在我国的应用十分普遍, 不仅提高了企业管理水平, 还增加了企业经济效益。但是, 部分制造企业对集成化工艺与生产管理系统的应用还不是很多, 使其不能很好地应对市场变化。因此, 需要对此开展研究, 提高企业的经济效益。
1 制造企业集成化工艺与生产管理特点
以制造为主的企业多属于劳动密集型企业, 技术含量较低, 产品附加值小, 更不存在产品研发[1]。再加上我国很多制造企业都为中小型企业, 规模十分有限。但这些企业的工艺门类较为齐全, 生产组织与管理也并不复杂, 客户需求也很多。由于受特殊订货较多、交货期限较短、产品规格多等多种因素的影响, 出现了生产组织管理较为复杂的现象, 致使生产前往往需要做大量的准备工作。通常来说, 制造企业所采用的管理方式多为手工管理。在这种管理方式的作用下, 很多管理人员在做出管理决策时很少可以及时获得相关生产信息, 容易出现决策失误或延误的情况, 从而错过最佳市场机遇[2]。
虽然大量新型管理软件被应用到各个领域, 但这些软件多由国外研制, 与我国制造业实际差距较大, 且价格昂贵, 也导致其在我国制造业的应用效果较差。所以, 我国制造企业急需构建低成本、易维护、功能全的信息管理系统, 研制适应我国制造企业使用的集成化工艺模式。
2 制造企业生产经营中存在的主要问题与影响
我国制造企业的生产经营主要存在以下问题。首先, 合同履约率较低。通过研究得知, 导致这种情况出现的主要原因是我国制造企业生产能力不足。在合同签订过程中, 未实现信息沟通, 数据也存在不准确的情况, 从而导致信息带有滞后性特征。其次, 生产任务多次变动, 影响生产计划的落实, 再加上生产管理方式落后, 也在一定程度上影响着企业生产经营活动的开展。此外, 很多制造企业依然采用原有管理模式, 各部门基本处于完全分离的态势, 沟通能力较差, 同时企业也没有将信息加以区分或编码。最后, 多数企业都没有应用CAD或CAPP, 不仅延长了产品设计周期, 还使产品开发时间增加[3]。也正是由于这些问题的存在, 导致我国制造企业难以实现准时、高效运行, 更会限制企业的进一步发展。为促进我国制造企业发展, 就要重视先进信息化手段的应用, 保证信息传达及时、准确。同时, 信息化技术的应用也可以减轻产品设计者的工作强度, 缩短产品研发周期, 提升设计效率。
3 制造企业为实现集成化工艺与生产管理系统建立应采取的措施
(1) 重视计算机集成化制造系统的组建。对于计算机集成化制造系统来说, 它主要由五部分构成。第一部分, 工程设计分系统。在这一系统中, 最重要的就是做好计算机辅助设计与制造, 同时将计算机辅助工艺处理系统应用其中, 并做好图档管理与产品明细管理。第二部分, 生产经营管理分系统。在构建这一系统的过程中, 一定要重视科学管理, 不断强化管理手段, 只有这样才能做好计算机应用系统的管理工作。在这一系统中还包括人力资源管理、库房管理以及计划管理等[4]。第三部分, 财务管理分系统。该系统的管理主要包括存货核算、产品成本管理以及多种计算机集成化管理。第四部分, 数据库管理系统, 主要是管理企业的生产数据和管理数据。第五部分, 计算机网络管理。它属于计算机集成化管理中最重要的部分。制造企业网络功能所涉及的范围有以下几种, 如生产计划、财务管理等, 同时包括一些邮电通讯线路的应用。
(2) 确定实施原则与目标。首先, 对实施原则来说, 就是在实施过程中将计算机集成化制造原理应用进来, 结合企业实际情况, 重视利益驱动, 做好系统规划, 注重突出某一重点, 实行分布原则, 并重视合理化与自动化的设置。由于企业资金较为有限, 很少会对旧设备进行全面改造, 全部应用新设备更不可能。所以, 应将投资重心落在工程设计分系统与生产管理系统的设计上, 尽量减少资金的投入, 解决重点问题, 以期在信息集成的作用下, 及时、准确地处理好问题。这也是促进生产组织管理信息优化、获得良好经济效益的有效手段。其次, 在系统建设中, 还应坚持计算机网络与数据库环境优化, 重视生产经营管理系统与工程设计系统信息集成化的建设。
(3) 设计计算机集成化制造系统的总体结构。要做好计算机集成化制造系统的结构设计, 要做好以下几点。
第一, 应重视与外部环境的联系。制造企业是社会的一部分, 其自身就是开放系统, 也就意味着其与其他部门在某种程度上存在一定关系。所以, 在面向制造企业集成化工艺与生产管理系统的研究中, 要重视计算机集成化制造系统的应用, 与企业外部环境构建起良好的信息沟通平台。在这一平台中, 制造企业便会分析市场需求、根据能源与资源信息, 为中小企业提供对应的对外资源需求信息, 同时也会为企业管理者提供相应的产品竞争信息。此外, 制造企业也会了解到其他产业的发展战略以及在实际工作中所推行的政策, 确定企业发展方向, 并为企业树立合理的行为标准, 为企业配备合适的生产工具与引进先进技术, 只有这样才能促进企业又好又快发展。
第二, 做好计算机集成化制造系统的内部结构塑造。通常情况下, 制造企业的计算机集成化制造系统主要由生产经营管理系统、工程设计系统、财务管理系统等几部分构成。其中, 工程设计系统中包括工艺设计、二维与三维CAD以及BOM表等多项内容共同构成[5], 这也是内部结构塑造的重点。
第三, 结合系统结构开发特点设计, 该系统在建设过程中应坚持低应用成本、实用性强、便于实施的思想。所以, 在系统功能的开发与利用上, 应结合企业实际生产, 重视通用管理系统的开发与应用, 同时做好系统维护与管理工作。在系统应用过程中, 需要联系企业生产特点, 做好管理功能开发工作, 将人机交互作为主要的支撑系统。
4 结论
通过以上研究了解到, 我国制造企业集成化工艺程度较差, 在生产管理上也缺乏系统性的管理模式, 使得企业发展受到限制。针对这种情况, 需要企业相关人员联系企业实际情况, 将现代先进技术应用到企业中, 尤其要重视计算机集成化制造系统的应用, 构建适用于制造企业使用的系统模式, 明确系统建设中需要联系的外部环境, 重视系统结构的开发, 而这些都是促进制造企业发展的有效措施。
参考文献
[1]邵景峰, 王进富, 马晓红, 刘勇.面向制造层面的纺织集成化监控系统设计[J].毛纺科技, 2013, (1) :58-64.
[2]张星, 曾鹏飞, 郝永平.面向离散型制造业精益生产管理集成化系统研究[J].制造业自动化, 2015, (17) :18-21.
[3]王德权, 张西鹏.面向任务的制造企业车间生产能力管理系统[J].组合机床与自动化加工技术, 2011, (2) :106-108.
[4]刘继超, 李颖, 史迎春, 赵燕.基于制造业工艺定制的车间生产管理系统[J].制造业自动化, 2011, (15) :16-18, 36.