開始玩

← fab24hr 專欄

晶圓廠裡約 5 分鐘

WIP 和 Move 是什麼?晶圓廠每天看的兩個數字

WIP 是 work in process 的縮寫(也有人寫 work in progress),中文叫在製品:晶圓廠線上已經開始做、還沒做完的貨。Move 算的是貨往前走了幾站:一片晶圓做完一站,算一個 move(有的廠用一批算)。一個看線上壓著多少貨,一個看今天往前推了多少,看板每天都追這兩個數字(Move 與 WIP)。

WIP 是什麼意思?

想像一間洗衣店:客人送來、還沒洗好交回去的衣服,就是它的在製品,不管是在洗衣機裡轉,還是堆在籃子裡等。

晶圓廠也一樣。一片晶圓從投片那天放上生產線,到做完最後一站離開,中間都算 WIP:在機台裡加工的、裝在晶圓盒 FOUP 裡排隊的、掛在天車上搬運的(「晶圓怎麼在廠裡移動?」),還有被 hold 住、等工程師決定的。WIP 可以用片數算,也常用批數講,一批通常就是同一盒裡的晶圓。

Move 是什麼?跟產出差在哪?

一批 25 片的貨做完蝕刻這一站,用片數算是 25 個 move,用批數算是 1 個。每一站做完都算,所以一片晶圓從第一站走到最後一站,會累積幾百個 move。

產出(output)只算做完最後一站、離開晶圓廠的片數。拿馬拉松比喻:move 是全部選手今天一共跑了幾公里,產出是今天有幾個人衝過終點。

兩個都要看,因為一片晶圓要做好幾個月(「一片晶圓要做多久?」)。今天出廠的貨是幾個月前投的;今天線上順不順,要看今天推了多少站,也就是 move。

WIP、Move 和生產週期,怎麼綁在一起?

三個數字之間有一個簡單的關係,叫 Little 定律,名字來自證明它的學者:線上的貨=每天做完的量×平均每片要待幾天。它講的是一段長時間的平均,線上的貨大致不增不減時就成立。基本的例子在「晶圓廠的製造部在做什麼?」;這裡把 move 也放進來。

舉一個編的例子(不代表任何一座廠):一條線每天做完 400 片,每片要走 450 站,線上有 36,000 片。

  1. 每天要多少 move:400 片 × 450 站 = 180,000 個 move。
  2. 平均每片一天走幾站:180,000 ÷ 36,000 = 5 站。英文常叫 turn rate。
  3. 平均每片待幾天:450 站 ÷ 一天 5 站 = 90 天。用 Little 定律算也一樣:36,000 ÷ 400 = 90 天。

假設最忙的那一站已經滿了,每天做完的量上不去,線上的貨卻加到 40,000 片:每片要待 40,000 ÷ 400 = 100 天,多了 10 天。多放進去的 4,000 片沒有變成產出,只是在排隊。

WIP 太多、太少,會怎樣?

太多:

  • 排隊變長:每一站前面的貨多,每一批都等得更久,生產週期跟著拉長。
  • Q-time 容易超過:有些步驟做完,下一站要在時間內開始,排隊也算在倒數裡;隊伍一長,過期要重工的貨就多(「Q-time 是什麼?」)。
  • 改不動:要插一批急件,前面每一站都擠;某一站發現做錯了,已經做過那一站、還在路上的貨也越多。
  • 錢壓在線上:會計上在製品是存貨,錢花下去了,還沒變成能賣的晶片。

太少:機台前面沒有貨,只能空等。整條線最慢、最滿的那一站叫瓶頸,它空等一小時,整條線就少做一小時(「稼動率是什麼?」)。

所以 WIP 有一個「剛剛好」:從很少往上加,產出跟著變多;加到瓶頸前面一直有貨可做,產出就到頂了,再加只會多出排隊的時間。研究晶圓廠的論文,也是把目標放在這裡:瓶頸前面的貨夠它做,又不多到拖長週期。

為什麼每天看 Move?只看 Move 會怎樣?

Move 每天大致這樣用:

  1. 先訂目標:照生管的投片、出貨計畫,加上機台做得了多少,算出每一區每天要推多少 move。每一段才會推完自己那一份;不訂,有的區堆貨、有的區沒貨,也沒人發現。
  2. 讓系統自己數:每一批做完、出站,製造執行系統 MES 就記一筆(「MES 是什麼?」)。那麼多站、那麼多片,靠人數不完;晚半天才有數字,就來不及調了。
  3. 每天跟目標比:實際的 move 除以目標,就是看板上的「MOVE 達成率」。掉下來,通常代表某個地方卡住了,要說出卡在哪一站;等月底產出不夠才發現,已經補不回來。

只看 move 的總數,會漏掉幾件事:

  • 好做的站最好推:move 每一站都算一個,不分難易、急不急。多推幾批做得快的站,數字就好看,難做的那幾批卻一直沒動。
  • 急件和總數會打架:為了急件把機台空著等它,那段時間 move 會變少;可是讓急件趕上時間,常比總數多幾個更要緊(「Hot lot 是什麼?」)。
  • 貨全堆到瓶頸前面:不是瓶頸的站推得再快,貨也只是擠到瓶頸前排隊;整條線的產出,還是只有瓶頸做得出來的那麼多。

所以看板上 move 的旁邊,通常還有 WIP、Q-time 和急件。

一站的 WIP 堆高了,怎麼辦?

WIP 要看堆在哪一站、哪一台機台前面,不能只看總數。研究裡常見替每一站訂一個目標的 WIP,太高、太低都要有人看。一直特別高的那一站,多半就是瓶頸;常被當成瓶頸的,是黃光的曝光機:機台很貴,晶圓每做一層都要回來一次。瓶頸也會跑:一台機台突然停了,那一站就可能變成最塞的地方。

看到一站堆高了,大致一步一步這樣處理:

  1. 先看堆在哪一台前面:同一區的機台不一定都跑得了每一批,不看清楚,貨分過去也做不了。
  2. 找出原因:機台停了、貨被 hold,還是上一站推太多?原因不同,找的人不同,找錯人問題就一直在。
  3. 能分的先分:還能跑的機台先接過去,這就是派工(「晶圓廠的製造部在做什麼?」)。不分,能做的機台也在空等。
  4. 上游先緩一下:下一站塞住了,上一站做完也只是去排隊,有 Q-time 的還會過期。所以往塞住那一站去的貨先停一下;往別處去的照常做,不然機台就空著。
  5. 跟生管對一對:堆久了,出貨日可能會動,也要想想接下來少投一點(「生管在做什麼?」)。研究上也有替整條線的 WIP 訂上限、少於上限才放新貨進來的做法(「投片是什麼?」)。

在 fab24hr 裡

按「進廠」、選「打工人的一天」,在「今天你是」卡片上點「量產廠」、左右滑到「製造部」。畫面右上角一直有一格 move:一個燈號加一個百分比(電腦上前面還寫著 MOVE;手機上沒有這個字,螢幕很窄時只剩燈號)。派工看板排得好不好、有幾批被擠到過了 Q-time,它都跟著上下。

早班,ETCH-03 的 A 腔從 02:47 停到現在,後面排了 9 批。開場可能是陳課長 07:33 打來:「蝕刻今天早上的 move 能做到幾成?先給我一個數字。」你可以先報九成,也可以看完派工板再回他。接著你把 9 批分給 ETCH-03 的 B 腔、05 和 07;08:30 晨會,小芸報「昨晚的 move 只達成 82%」,再換你報整區的 move 是目標的幾成。點會議室,牆上的生產看板寫著「MOVE 達成率 82%」,旁邊一格「ETCH 站 WIP」是 9 批,上限 6 批。

當黃光製程工程師(量產廠 › 製程 › 黃光),深夜班可能接到電話,要決定還要曝光的五批,哪幾批先停在曝光前。當生管,深夜班的排程單上,「把全廠的在製品總數重算一遍」那一項寫著:「總數今天不是重點。盯 H-2417 在哪一站、卡了多久,比總數有用。」

遊戲裡的公司、人物、機台編號、批號和看板上的數字都是虛構的;WIP、move 和 Little 定律照公開的一般資料和研究論文寫,實際怎麼算(用片還是用批、哪些站算進去)各廠不同。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。

在遊戲裡你會在哪裡遇到它當量產廠的製造部,畫面右上角一直掛著 move 的百分比;早班 08:30 晨會要報 move,會議室牆上的生產看板寫著「MOVE 達成率 82%」,還有一格「ETCH 站 WIP」。

在 fab24hr 裡當一天製造部:ETCH-03 停了,後面排了 9 批,晨會上大家等你報 move 的數字。

當製造部玩,看著 move 和 WIP 排一天的貨

給老師:這一篇可以搭配「在課堂上玩 fab24hr」用在課堂上。

引用這篇〈WIP 和 Move 是什麼?晶圓廠每天看的兩個數字〉,fab24hr,更新。https://fab24hr.com/blog/what-is-wip/
課堂與非營利可以免費使用,投影、放進講義、印給學生都可以,請註明 fab24hr;不能販售,也不能改成自己的作品。 看到錯誤?回報問題

其他文章

這個網站的其他頁