突如其来的武汉疫情,让中国芯片面临巨大考验。如何应对化解危机,成为当下业界最为关注和焦虑的问题。为此,集微网推出“中国芯疫情危机与应对”系列报道,深入调查采访半导体产业链,了解企业在恢复生产中面临哪些困难,以及需要政府提供哪些扶持政策,并为相关政府部门提供参考依据。

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集微网消息(文/Oliver) 自1月23日凌晨武汉宣布“封城”后,随着疫情加剧,各地也出台了暂缓外省人员返回的防疫管控措施。因此,国内大多数工厂的员工返岗率都十分“感人”。

由于员工返岗难,无论是较为简易的测温枪产线,还是复杂的半导体制造和封测产线,产能恢复都受到了不小的影响。产能恢复和员工返岗率如此的紧密关联,暴露出了中国制造业的自动化程度较弱的问题。

人均产值和人机比太低

纵向来看,越低端的制造业对于人力的依靠性就越高。据集微网记者了解,在2月10日时,国内红外测温芯片供应商烨映电子和其下游测温枪生产商客户的员工到岗率都为40%左右,但前者的产能恢复了6成,而后者则仅恢复了3成。

横向来比较,中国半导体行业著名学者和评论家莫大康告诉集微网,中国整体的工业化基础比国外要薄弱,人力较多。人均产值是体现工厂自动化水平的重要参数之一,在这方面,中国要比国外低好几倍。

除了人均产值,人机比也能够体现工厂的自动化程度。据了解,工程学中的人机比是基于人机操作分析来实现的,主要研究在一个工人操作一台或者多台设备的情况下,在一个操作周期内,机器动作与工人操作的相互关系,以充分提高机器与工人工时的利用效率。

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“能买二手机台,就绝不买新机台。能买半自动机台,就绝不买全自动机台,中国最便宜的就是人力。”这是国内某晶圆代工大厂在扩充新产线时,工程师小吴听到老板说的话。

在过去很长的一段时间里,这种想法在中国大陆半导体工厂中十分常见,进而导致了在人机比方面,中国大陆也远比台湾和国外厂商要低很多倍。

一位晶圆代工领域的资深人士指出,中芯国际平均大约是1人(工程师+生产助理)对1机,自动化水平较高的台积电则大约是1人对5机,制程较为单一的SK海力士则可以达到1人对10机。另一位测试仪器供应商的售后工程师也告诉集微网记者,三星西安厂的自动化程度几乎能达到99%,数十个机台都没有操作工,现场只需要一个人来管控。反观去过的一些本土企业的Fab,里面人员密度极高,很多都是半自动机台。

不过,自动化程度相近的工厂,也可能出现人机比悬殊的情况。国内某大型封测厂前高管指出,封测厂自动化程度全球都相差不大,但国内的人机比等人员效率方面比国外要低许多,这与员工技能、产品组合、管理系统等多种因素都有关联。

由于人机比不高,国内的封测厂在疫情时期的产能恢复也与人员到岗率紧密相连。根据集微网此前调查,封测厂明泰电子人员到岗率只有四分之一时,产能也仅开启四分之一左右。该公司总经理郑渠江表示,受疫情影响最大的一方面就是员工复工问题,时间表会很漫长,企业不能完全满负荷开工。

反观全球封测龙头厂日月光,该公司自2011年开始就投资了50 亿元新台币到关灯工厂与智能工厂建设。2019年底,日月光已经拥有9座关灯工厂,今年将达到15座。目前主要以高端制程工厂为主,2 年后将全面导入中低端制程工厂。

日月光行销企划处长吕妙玲在接受集微网记者采访时表示,关灯工厂仅需要少量设备工程师,生产过程中几乎没有人工介入,可满足7x24小时全时生产。由于提高了效率和降低了成本,日月光5 年前已经成功回收了50 亿元新台币的关灯工厂建设成本。

日月光在大陆并没有关灯工厂,但以疫情中的日月光威海厂为例,虽然员工返岗率才达到60%,在又开了一条生产线的情况下,目前该厂已经在满负荷工作当中。

大势所趋

如果当前中国的制造业已经完成了所谓的自动化升级,产能恢复是否就能更快呢?国内某晶圆厂高管认为,如果只从员工返岗率来看,自动化可能受疫情的影响更为严重。因为只要有一两位关键岗位的工程师没能到位,自动化工厂可能会有很大一部分的区域不能运作。而在人力操作比重较高的情况下,同一制程有好几位员工负责,疫情耽误返岗的情况下可以有替补人员。

所以,疫情虽然暴露出了中国本土工厂的自动化程度较低,但也不能绝对的认为自动化工厂就能幸免于难。这位晶圆厂高管表示,工业4.0中的智能工厂并不是用来抵御突发事件的,而是大势所趋。

对于制造而言,人是影响生产良率的一个重要因素,也是洁净室生产中的一个污染来源。因此,生产设备实现全面智能化,从而取代人力作业,这对生产效率和生产质量都会带来相当大的提升。

纵使全球科技产业都在一定程度上受到了“新冠肺炎”疫情的影响,多位业内人士仍然认为2020年会是5G大爆发的一年。随着5G网络愈发成熟,传统工厂向智能工厂的转变也会开始提速,智能工厂能够随时监测产线、设备、环境异常,轻松读取数据并实现结果共享,减少设备停机时间,降低生产线的维护成本,提高工作效率和质量。

如何才能让中国的传统工厂变成智能工厂呢?厂房设计供应商Exyte中国董事总经理Frank Lorenzetto告诉集微网记者,智能工厂并非一蹴而就的,大部分的客户都更愿意采用循序渐进的方法,他们不会一下子把整个工厂改造成智能工厂的形式,而是一个系统一个系统的来做,如果这个系统非常可靠的话,才会考虑加上一些新的项目。

吕妙玲则表示,智能工厂的有两大要素。第一,必须有市场需求与客户支持,当中包括制程、材料、运输等几乎都要标准化,研发层面必须大量投资,与客户一同合作制定标准。第二,必须要有够大的产能需求。工厂的制造过程中会有不同的客户,需要生产不同的产品,把这些产品的生产都投放到智能工厂之中,需要经营团队投入资源的决心。

工信部部长苗圩曾表示,在中国的制造业当中,传统产业占比超过80%,改造提升传统产业具有巨大的潜力和市场空间。工业4.0的到来对制造业来说,意味着仅凭智能算法就可以找出产能瓶颈,给出以数据为基础的精准建议,并全面提升工厂产能,同时还能解放更多人类脑力,可以说将彻底颠覆整个行业。

总而言之,对于工业4.0席卷而来的浪潮,中国拥抱智能工厂的双臂还需要伸得更长一些。

来源: 爱集微