動態庫存控制的方法與系統的制作方法

專利名稱：動態庫存控制的方法與系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及供應鏈管理，尤其涉及庫存控制。
背景技術：
現今網際網絡普及地運用于數據的收集與分享、社交網絡、交易等，用戶也因此需 要具有更多存儲器與更快處理速度的新的計算與通信用硬件。半導體制造技術的進步已經 降低了生產半導體芯片的成本并且使讓世界上大多數人能夠負擔得起新硬件。使用新半導 體芯片的硬件例如電腦、個人數字助理(PDAs)、行動電話、全球定位系統(GPSs)等。而隨著 半導體芯片的生產成本下降，半導體芯片的利用正拓展到其他領域與應用中。例如越來越 多汽車與家電用品的零件包括半導體芯片，例如控制器、傳感器、顯示器等。半導體芯片在 延伸的應用、處理能力、存儲容量等需求已經大幅的增加。同時，芯片設計與半導體芯片的 產品周期兩者皆縮短來符合用戶的需求。半導體制造商也必須因應縮短的周期，將產品適 時地投入市場。半導體芯片制造關系到基板加工與芯片封裝。半導體基板加工包括膜的沉積、微 影工藝的圖案化、雜質注入、蝕刻、平坦化、清洗等。有些半導體芯片需要50個或更多的微 影層來定義與連接裝置。因此半導體芯片的制造由純硅基板到組裝與測試的芯片需要花費 2-3個月。而因為全球經濟的不穩定與消費者的喜好的變動，管理半導體芯片的庫存是一項 相當大的挑戰。過度囤積半導體芯片會造成成本上升。相反地，存貨的短缺會對顧客造成 嚴重的問題。如何適當地管理(或控制)庫存來符合需求是相當重要的。

發明內容
為克服上述現有技術的缺陷，本發明提供一種動態庫存控制的方法與系統。廣義來說，本發明的實施例借由動態庫存控制的方法與系統滿足適當控制半導體 產品庫存的需求。該方法與系統適時修正影響庫存的參數。該參數可能包括目標庫存、周 期時間、初制晶片(wafer start)、未來庫存與未來貨運。另外，該方法與系統收集了即時的 客戶需求預測來輔助生產計劃與調整。更進一步，該方法與系統驗明庫存控制轉折點，以動 態地調整生產來防止囤積或缺貨。在一個實施例中，提供了控制產品庫存來防止囤積的方法。該方法包括建立產品 對目標庫存、初制晶片、庫存、貨運、周期時間、上限庫存與下限庫存的初始預測。該方法還 包括在固定周期檢閱與比較實際的庫存與目標庫存數據。該方法也包括決定實際庫存是否 超過上限庫存幾個連續檢閱期間。如果答案為是，則降低目標庫存預測，并且進行到決定是 否到達產品的生命周期的結尾。如果答案為否，則進行到決定是否到達產品的生命周期的 結尾。此外該方法包括決定是否到達產品生命周期的結尾。如果到達產品生命周期的結尾， 則流程結束。如果還未到達產品生命周期的結尾，則回到檢閱與比較實際庫存與目標庫存 數據的步驟。在另一個實施例中，提供了控制產品庫存來防止缺貨的方法。該方法包括建立產品對目標庫存、初制晶片、庫存、貨運、周期時間、上限庫存與下限庫存的初始預測。該方法 也包括在固定周期檢閱與比較實際的庫存與目標庫存數據。該方法還包括決定實際庫存是 否低于下限庫存幾個連續檢閱期間。如果答案為是，則降低周期時間與增加初制晶片，并且 進行到決定是否到達產品的生命周期的結尾。如果答案為否，則進行到決定是否到達產品 的生命周期的結尾；此外，該方法包括決定是否到達產品生命周期的結尾。如果到達產品生 命周期的結尾，則流程結束。如果還未到達產品生命周期的結尾，則回到檢閱與比較實際庫 存與目標庫存數據的步驟。在另一個實施例中，提供了動態控制半導體產品的庫存來防止囤積或缺貨的生產 管理系統。該生產管理系統包括一生產計劃模塊，包括具有需求預測數據與客戶訂單的組 件。該生產管理系統也包括一動態庫存控制模塊，包括一動態庫存控制模擬模塊與一庫存 管理系統。其中該庫存管理系統記錄實際庫存數據。該動態庫存控制模擬模塊包括用來模 擬目標庫存、未來庫存、未來貨運與半導體產品生產的模擬器。本發明實施例提供的方法及系統將會幫助過度囤積的成本下降與缺貨的風險，并 且可以營造實質的節省成本與好的顧客關系。本發明其他的觀點與優點將會記載于以下的詳細說明中，該詳細說明會與附圖相 連結，且做為本發明原理的例子來說明。


圖1顯示一個下訂單與制造半導體芯片的范例加工流程100。圖2顯示根據本發明一個實施例的芯片提供商的信息系統與芯片制造商的信息 系統。圖3顯示根據本發明一個實施例的生產管理系統。圖4顯示根據本發明的一個實施例的庫存與目標庫存對時間的關系圖。圖5A顯示根據本發明的一個實施例的產品的庫存與貨運使用與不使用上述例I 的演算法來修正目標庫存的情況。圖5B顯示根據本發明一個實施例的半導體芯片的控制產品庫存的加工流程。圖6A顯示產品的庫存使用與不使用上述演算法II來修正目標庫存的情況。圖6B顯示根據本發明一個實施例的使用演算法II來管理產品庫存的加工流程。圖7A顯示產品的庫存使用與不使用上述演算法III來修正目標庫存的情況圖7B顯示根據本發明一個實施例的使用演算法III來管理產品庫存的加工流程。圖8顯示根據本發明一個實施例的使用庫存控制演算法來管理產品庫存的加工 流程。圖9顯示一臺用來實行本發明任一個實施例的動態庫存管理的特殊用途或一般 用途的電腦。其中，附圖標記說明如下100 加工流程；101 硬件販售商；102 芯片提供商；103 芯片生產廠；104 無塵室；105 組裝廠；106 交貨地點；200 信息系統；
201 需求預測模塊；202 次模塊；203 訂購單；205 庫存；250 信息系統；251 訂單管理模塊；253 生產計劃系統；2M 材料管理模塊；255 生產信息模塊；257 庫存模塊；300 生產管理系統；310 生產計劃模塊；311 需求預測組件；312 訂單組件；313 無塵室產能組件；314 產品技術組件；315 優先順位組件；320 動態庫存控制模塊；330 動態庫存控制模擬模塊；331 庫存目標模擬器；332 未來庫存模擬器；333 未來貨運模擬器；3；34 產量模擬器；335 初制晶片模擬器；336 周期時間模擬器；340 庫存管理系統；341 貨運信息組件；342 庫存信息組件。
具體實施例方式以下的揭示提供多個不同的實施例來實現本發明不同的特征。元件與配置的明確 的例子將敘述如下用以簡化本發明的揭示。以下將只有一部分的例子而不僅限定于此。另 外，本發明的揭示會在不同的例子中重復參照數字和/或字母。上述的重復是為了簡潔明 了，而并不是描述在不同實施例和/或配置之間的關系。接下來的敘述中，有關于第1個特 征位于第2個特征之上這樣的形成結構，可能包括第1與第2特征直接接觸形成的實施例， 也可能包括其他特征形成于第1特征與第2特征之間，使兩者不直接接觸的實施例。圖1顯示一個下訂單與制造半導體芯片的范例加工流程100。該流程開始于硬件 販售商101(如電腦或行動電話生產/銷售商)向芯片提供商102下半導體芯片(如顯示芯 片)的訂單。在這個例子中，芯片提供商是一個沒有無塵室的設計公司，他們必須委托半導 體晶片廠制造他們所設計的顯示芯片。另一種情況下，整合元件制造商(IDM)也可以委托 半導體晶片廠生產半導體芯片。整合元件制造商是同時具備芯片制造能力的芯片制造商。從硬件販售商收到半導體芯片的訂單后，芯片提供商接著向芯片生產廠103(這 個例子中是半導體晶片廠)訂購芯片。根據訂單，芯片生產廠在工廠(或無塵室)104加工 基板，開始制作并測試半導體芯片上的裝置。芯片制造材料，如基板、化學藥品、與加工設備 需要先訂好且準備好使基板加工能夠進行。如上所述，許多加工步驟關系到將半導體裝置 制作于基板(或晶片)上。例如，加工步驟可以超過300個步驟，并且微影層(或圖案)可 能是50層甚至更多。要在無塵室完成完整的生產程序可能要花數個月的時間。基板加工完成后，在基板的每個裸片上的電路或做電性測試以確保有多少個基板 上的裸片是有用的(工作裸片)。基板在運送到組裝廠105之前可以暫時地存儲在裸片銀 行。在組裝廠，基板上的半導體裸片會被切割并且工作裸片會被封裝。封裝后，封裝裸片會 通過最后測試以確保封裝的裸片仍然功能正常。在組裝廠進行的封裝與最后測試會花費數 個星期。之后，完成的芯片在運送到芯片提供商指定的交付地點之前會先存放在倉庫。
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如上所述，為了生產半導體芯片，芯片制造材料如基板、化學藥品等與芯片加工設 備需要先訂好并準備好，使基板加工、封裝、測試能夠進行。因為有些材料或設備非常的昂 貴，芯片制造材料的過度供給與設備的過大產量(或低使用率)都會使成本大幅提高。例 如，許多半導體制造設備價值數百萬美金。另外，如果需求預估不正確，半導體芯片的庫存 可能會過多或過少。過多的芯片庫存對芯片制造商而言成本相當高。過少的芯片庫存會有 缺貨的風險，而導致無法配合消費者的需求。為了利用資源(如設備、人力等)將材料(如基板、化學藥品等)轉換為完成的商 品(半導體芯片)，并將這些產品運送至客戶端，管理半導體制造的供應煉在成本的降低這 點變得相當的關鍵。半導體芯片制造的供應煉管理中，庫存控制尤其重要，因為市場變動、 短的開發期間與半導體芯片的產品周期。圖2顯示根據本發明一個實施例的芯片提供商A的信息系統200與芯片制造商B 的信息系統250。在這個例子中，芯片制造商B生產半導體芯片給芯片提供商A，因此芯片 提供商A是芯片制造商B的一個客戶。芯片提供商A的信息系統200管理需求預測、訂單 (或采購單)與庫存。在圖2的例子中，需求系統200包括管理需求預測201、訂購單203與 庫存205的模塊。需求預測模塊201可能包括來自上游的客戶、歷史銷售數據與市場研究 數據。例如，如果芯片提供商A有一個全新的商品，芯片提供商A可能會需要根據市場研究 數據來判斷市場需要多少這樣的芯片。另一個例子是如果芯片提供商A有一個產品的新版 本，芯片提供商A可以利用該產品舊版本的銷售數據來預估需要多少芯片。需求預測模塊 201也可包括一個次模塊202，用來處理需求的改變以因應市場的突然(或非預期)變動。 訂購單203模塊具有訂單信息。庫存模塊205具有芯片供應商A的不同型號的半導體芯片 的庫存信息。芯片制造商B的信息系統250用來管理所制造的芯片的訂單、生產計劃、生產、材 料計劃、與庫存。在圖2的例子中，系統250具有一訂單管理模塊251、一生產計劃系統253、 一材料管理模塊254、一生產信息模塊255、與一庫存模塊257。訂單管理模塊251記錄客戶 所訂購的芯片的數量、型號、與交貨日。訂單信息會送至生產計劃系統253，進而根據數個因 數(包括無塵室產能)來決定生產排程。芯片制造商B的產能與排程也會影響到訂單的接 收。例如，有時因為產能的不足，芯片制造商B必須取消一部分訂單。生產計劃系統253連接至材料管理系統254，材料管理系統用來管理要生產芯片 所需的材料的訂購與供應。生產排程接著交給無塵室，無塵室將其生產信息(或數據)記 錄在生產信息模塊255。生產數據可能處于基板等級、裸片等級、與封裝芯片等級。一旦半 導體芯片生產完成，產品會運送到倉庫并且產品信息(如型號與數量)會被記錄在庫存模 塊257中。接著，產品被運送至芯片提供商A指定的地點。一旦產品運送至指定的地點，運 送信息(如芯片型號與數量與交貨日期)會被記錄在芯片提供商A的庫存模塊205與芯片 制造商B的庫存模塊257中。在圖2的例子中，兩個信息系統(系統200與系統250)并未連結且通常信息不會 適時地分享。由于信息分享的缺乏或延遲，訂單管理、生產計劃、與材料計劃變得非常困難 與低效率，尤其是在需求劇烈變動的時候。沒有適當的計劃，無塵室的利用有時會過高導致 必須取消一些顧客訂單。相反地，無塵室的利用有時過低而造成資源的浪費。由于市場的 變動，芯片提供商A可能會要求訂單的提早(pull-in)或延后(pull-out)。這樣的非預期的變動對芯片制造商B而言會惡化其資源的計劃與管理。要符合顧客的需求，芯片廠如制造商B —般會保持已完成的商品(半導體芯片) 的緩沖庫存于倉庫中。如上所述，管理庫存的階段是非常重要且有挑戰性的，因為過多的庫 存會使成本提高，而過少的庫存會導致缺貨。目前有兩種熟知的規劃庫存的方法。一種是 根據需求預測來規劃庫存。然而當需求提高時，因為顧客害怕缺貨所以他們會傾向下更多 的訂單。像這樣在需求上升的時期追加訂單來緩沖供應的情形可能來自多個顧客，因此會 造成芯片制造傷得倉儲嚴重的缺貨。這種在需求上升時期的缺貨現象一般稱為長鞭效應 (bullwhip effect)。另一個庫存規劃是根據運送量。該方法也可以稱作需求牽引(demand-pull)法。 這個方法會將庫存保持在一固定水平。當較多的產品被運送，較多的產品就會被生產來填 補庫存，反之亦然。這樣的庫存規劃方法在1980年代相當盛行并且由豐田汽車帶起風潮。 然而這種方法在穩定的市場效果雖好，但卻無法在頻繁且劇烈變動的市場發揮效果。當需 求量變動頻繁且數量甚多時，庫存會很容易的產生缺貨。另外，半導體芯片制造有相當長的 前置時間(訂貨與交貨相隔期間，lead-time)。這個方法無法對前置時間長的產品發揮良 好的功效。為了避免上述的過度囤積或缺貨的問題，需要一種具備動態庫存控制演算法的整 合供應煉，可以有效率地回應訂單與需求預測的變動。如果芯片制造商知道顧客(芯片提 供商)的需求預測與庫存信息(特別是指即時的)，芯片制造商就能更有效率地計劃與回應 是場的變動。另外，可以回應運送與預測變動的動態庫存控制方法將可以減低因變動帶來 的沖擊。圖3顯示根據本發明一個實施例的生產管理系統300。生產管理系統300用來管 理芯片制造商(如上述的芯片制造商B)的半導體芯片生產。生產管理系統300包括一生 產計劃模塊310與一動態庫存控制模塊320。在圖3的例子中，生產計劃模塊310包括需求 預測組件311，可存儲來自客戶的需求預測數據、客戶的銷售數據、來自客戶的庫存數據、芯 片制造商的不同商品的交貨記錄、與半導體芯片的市場研究數據。預測組件311是用來根 據系統搜集的信息計算與估計需求曲線。如果該系統信息包括顧客銷售數據、需求預測與 庫存數據，需求預測組件311就可以更精準地計算與估計需求曲線。更進一步，如果顧客數 據即時地或是僅有些許延遲地傳送至需求預測中，需求預測將會更精準。產品的交貨記錄 對于有季節性需求取向的商品相當有用。市場研究數據則對預測整個市場趨勢與預測新產 品需求有所幫助。模塊310也包括訂單組件312，用來存儲訂單信息。產品訂單直接影響生產量、庫 存與運送。模塊310還包括一無塵室產能組件313，其包括有關于無塵室內的生產能力與制 做的產品型號的信息。芯片制造商的無塵室常常需要制作不同型號的芯片給不同的顧客。 一種制造設備可以用來加工不同的產品。生產設備可否使用會影響到生產排程與計劃。模 塊310還包括產品技術組件314。不同型號的半導體芯片會使用不同的微影光掩模并且需 要不同數量的微影層。不同的產品(芯片的型號)可能會使用不同的加工流程與不同的工 藝技術節點。例如，有些芯片使用65nm技術，而有些可能使用40nm技術。不同的工藝技術 節點在一些加工步驟中可能使用不同的程序與設備。有時基板尺寸可以不同，例如8英時 與12英時。另外模塊310可能包括產品優先順位組件315。半導體晶片廠會收到不同種類的產品訂單。在一實施例中，有些產品會被標上優先生產，而這樣的優先順位信息會存儲于 產品優先順位組件315中。生產計劃模塊310會連接到動態庫存控制模塊320。動態庫存控制模塊320具有 一庫存管理系統340，用來存儲庫存與貨運數據。在圖3的例子中，庫存管理系統340具有 一貨運信息組件341與一庫存信息組件342。組件341與342中的數據為實際貨運與庫存 數據，并非模擬數據。庫存與貨運數據可以是現時、過往、或預測的。庫存控制系統320還 包括動態庫存控制模擬模塊330，用來根據即時信息、歷史趨勢與市場研究信息執行模擬。 模擬模塊330能夠動態模擬與預測一組參數來回應即時數據與即時變動。模擬模塊330可 以模擬往后幾天、幾星期、幾個月、甚至幾年(直到產品周期結束)的參數。在一個實施例中，動態庫存控制模擬模塊330包括庫存目標模擬器331，用來根據 一些參數模擬理想庫存目標。制造商一般會例行性檢閱半導體芯片的庫存，例如每日、每數 日、每星期、每數星期、每月等。在一個實施例中，下一個檢閱時間的目標庫存(Ti+1)可以表 示程第⑴式Ti+1 = ITi+Δ Ti................................................(1)其中i是特定的檢閱時間，i+Ι是檢閱期間i之后的下一個檢閱期間。IT是最初 目標庫存。IT可以是時間的函數或常數。在一個實施例中，IT可以根據一些參數(如初始 訂單10、歷史趨勢HT、季節效應SE等)來設定。ITi = f (IOi, HSi, SEi, . . . )....................................(2)ΔΤ可以由一些參數(如目標庫存T、現時庫存I、未來(或模擬)庫存FI、未來 (或模擬)貨運FS)來決定。未來庫存FI也可稱為預測需求FCST。ATi = f(Ti IijFIijFSi,...).................................(3)動態庫存控制模擬模塊330也包括未來庫存(FI)模擬器332，用來根據現時庫存 (I)、初制晶片、(WQ、未來貨運(FS，根據預測)來模擬未來庫存。在一個實施例中，FI可以 用第⑷式表示。FIi+1 = IJWSi-FSi.............................................(4)Ii是檢閱時間i的實際庫存(非模擬)。WSi表示在檢閱時間i時數個晶片開始投 入(或被放入加工線時)則會有多少工作芯片可以被生產出來。在一個實施例中，WSi可以 由每個期間晶片投入的數量(晶片放進加工線的數量)乘上晶片(或基板)上的裸片數， 再乘上晶片上的裸片的有效芯片比。WS可以由一些參數(如目標庫存T、實際庫存I、未來 庫存FI、未來貨運FS等)來決定。WSi = f(Ti IijFIijFSi,...).................................(5)未來貨運(FS)可被一些參數(如歷史趨勢H、季節效應SE、目標庫存T、現時庫存 I、實際庫存I、未來庫存FI、未來貨運FS等)所決定，如第(6)式所示。FSi = f (Hi, SEi, Ti, Ii, FIi, FSi, · · · )........................(6)模擬模塊330還包括未來貨運模擬器333，根據上述第(6)式的數個參數來模擬未 來貨運。另外，根據本發明的一個實施例，模擬模塊330包括產量模擬器334，其包括初制 晶片(WS)模擬器335與周期時間(CT)模擬器336。初制晶片(WS)以及影響WS的數個參 數的關系已表示于上述第(5)式。周期時間表示生產芯片所需花費的時間。因為不同芯片 型號需要不同工藝步驟與不同微影光掩模，產品的周期通常是量測完成一層所要花費的天數(天/層)。每一個產品都有一個周期，該周期是由完成產品的天數除以微影層數來估 計的。例如，一個產品花費90天完成并且有60個微影層，則該產品的周期時間為1.5天/ 層。在一個實施例中，周期時間(CT)能表示如第(7)式。CTi+1 = CT0+ Δ CTi............................................(7)其中CTtl是最初無塵室周期時間。CTtl被數個參數所影響，例如產品技術(ΡΤ)、產 品優先順位(PP)與無塵室產能(FC)。CT0 = f (ΡΤ, PP, FC).........................................(8)ACT受到數個參數影響，如目標庫存(T)、實際庫存(I)、未來(或模擬)庫存 (FI)、未來(或模擬)貨運(FS)等，表示于以下第(9)式。Δ CTi+1 = f (Ti. IijFIijFSijCT0, ...)..........................(9)動態庫存控制模擬模塊330中不同的模擬器使用模塊310與庫存管理系統340內 的信息來預測理想目標庫存、未來庫存、未來貨運、初制晶片與周期時間，借此輔助半導體 芯片的生產。如上所述，動態庫存控制模擬模塊330的重要任務是預測與反應即將到來的、突 然的、即刻的需求改變(非預期的改變)。如果需求發生改變，將會需要一套演算法來決定 是否這樣的改變重要到必須核準生產變更。一般目標庫存包括一緩沖庫存來防止存貨過 低。圖4顯示根據本發明的一個實施例的庫存與目標庫存對時間的關系圖400。關系圖400 的Y軸是庫存，X軸是時間。在關系圖400中Tmd是產品周期的結束時間。圖4中有4個曲 線。曲線401表示目標庫存，其開始于TQ(初始庫存目標)。曲線401下方的面積分為三個 區域。區域1由曲線402與零庫存(Y = 0)所界定。區域1是庫存會被認為太低的區域。 如果庫存若到這個區域，將會有極大的缺貨風險。區域2由曲線402與403界定并且被認 為是安全區域。庫存不會過高或過低。區域3由曲線403與目標庫存(401)所定義。在這 個區域的庫存相對較高。如我們上述討論的，相對較高的庫存會影響到成本。理想的狀況 是使實際庫存落在區域2。圖4的曲線405是實際庫存。如果我們所看到的，產品的實際庫存大部分是落在 區域2內。除了在t。ut的時間以外。在時間t。ut，庫存(曲線405)跨過曲線403，并且實際 庫存幾乎跑道區域3，在這個情況下，并不需要改變目標庫存或生產計劃。然而另一個實際 庫存曲線405’只有在時間t。ut之前處于區域2。在時間t-之后庫存持續上升，原因有可 能是市場需求的減少。在時間，曲線405’甚至高過目標庫存。因為虛弱的市場需求以 及沒有適當的修正，庫存(曲線405’)持續維持高點，進而導致苦存在產品生命周期結束時 (Tend)仍有大量的庫存(IJ。當曲線405’跨過曲線403移動到區域3 —段時間，生產計劃與庫存目標必須調整 來防止上述過多庫存的情況。相同地，如果庫存落到太低的范圍顯示有缺貨的風險，生產計 劃與庫存目標也必須修正。因此，建立一套辨明庫存控制轉折點的演算法是相當重要的。當 到達庫存控制轉折點或符合需要做生產計劃修正的基準，模擬器將會計算并決定初需要改 變的型號與數量。模擬器會根據系統的數據來做最佳調整，取代沒有適當計算的過度反應。演算法I根據本發明的一個實施例，演算法I用來決定過多庫存時的庫存控制轉折點。如果Ii > CU^Ti 在 M 個檢閱周期，i, i+1, i+2, · · · i+M_l
則降低的未來庫存目標Ti+M，T
i+M+1， Ti+M+2， · · ·其中CUi是上端控制(或上限)比例(低于1的數字)，Ti是現時時間⑴的現 時庫存目標。CUjTi是上限庫存，用以警示高庫存。如果實際庫存數據在一個期間內(如 M個檢閱周期)高于定義的上限庫存，則目標庫存會降低來防止庫存過高。如上所述，初制 晶片(WS)、周期時間(CT)、未來貨運(FS)與未來庫存(FI)可能全被目標庫存(T)的改變 所影響。M可以是任意整數并且表示檢閱周期數目，用以觸發庫存改變(或警示到達庫存控 制轉折點)。到達庫存控制轉折點的基準建立在庫存在數個(M)檢閱周期下過高(超過上 限CUjTi)。一旦基準符合庫存控制轉折點的基準，下一個檢閱周期與未來的檢閱周期(如 Ti+M，Ti+M+1，Ti+M+2，...)的庫存目標會降低。CU(上端控制比例)可以是常數或跟著檢閱期間 變動。在一個實施例中，Tt+M、Tt+M+1與Tt+M+2根據下式調整Tt+M = Tt+M-Ru*Tt+M_i;Tt+M+1 = TVm-Rl^TtH，Tt+M+2 = Tt+i^-Ru*!^!^，...................................其中扎是降低比(< 1)。RJTtt1表示目標庫存在Tm時要下降的量。另外，Tt+M、 Tt+M+1與Tt+M+2可根據下式調整Tt+M = Tt+M-Ru*Tt+M_i;Tt+M+1 = Tt+M+1_Ru*Tt+M，Tt+M+2 — Tt+M+2_Ru*Tt+M，...................................Ru可以是常數或根據數個參數(如庫存目標值、時間(檢閱期間、一年的時 間、...)等)來改變。在一個實施例中，高庫存的周期數(M)可以由一些因數(如高庫存量、商業要求、 芯片型號、歷史趨勢等)來定義。M可以是1、2或更多的檢閱周期。而目標庫存可以降低幾 個檢閱周期(如η個周期，η是整數)或整個未來周期。例 I一個應用演算法的簡單例子表示如下。在這個例子中，初始目標庫存被設定為 T0(T0為整數)。到達庫存控制轉折點的演算法如下。當Ii > (2/3)Ti,在 3 個檢閱期間(t, t+1, t+2)設定Ti^3 = IV3-(1/3) Ti+2Ti+4 = Ti+4-(l/3)Ti+2Ti+5 = Ti+5-(l/3)Ti+2...........................一旦到達庫存控制轉折點，所有的未來目標庫存都會調整。在這個例子中，⑶是 2/3且扎是1/3。如上所述，一旦目標庫存調整，其他的模擬參數也會調整。調整初制晶片 與周期時間可能會花一段時間才會影響庫存，因為晶片與芯片生產有前置時間。然而其他 的參數(未來運貨與未來庫存)可以立即地調整。圖5A顯示根據本發明的一個實施例的產品的庫存與貨運使用與不使用上述例I的演算法來修正目標庫存的情況。雙虛線曲線501是沒有使用庫存目標修正演算法的庫存 曲線。因為沒有修正，庫存最終無法控制并且超過目標庫存。相對的，實線曲線502使用了 修正演算法。在圖5A顯示的例子中，目標庫存在庫存超過上限庫存三個連續期間W05、W06 與W07后開始調整。三個高庫存的星期過后，目標庫存在W07、W08調降。在圖5A的例子 中，貨運明顯在W08及之后下降。W07與之后所下降的目標庫存幫助庫存回到理想的操作區 域(于上限庫存THu與下限庫存TH1之間的區域)。要注意圖5A的貨運與庫存的比例尺不 同。圖5B顯示根據本發明一個實施例的半導體芯片的控制產品庫存的加工流程510。 在步驟511，建立產品(特定型號的半導體芯片)對目標庫存、初制晶片、貨運、庫存、周期時 間、上限庫存與下限庫存的初始預測。在一個實施例中，初始預測建立給整個產品周期。在 另一個實施例中，初始預測建立給一個期間(非整個產品周期)。如上所述，初始預測可以 根據顧客訂單、顧客預測、貨運預測、庫存預測、現時庫存、歷史產品數據和/或市場研究信 息。在步驟512，產品開始生產。另一種情況下，步驟512可在步驟511之前發生。在步驟 513，現時與過去的實際的庫存與目標庫存數據會在固定周期檢閱與比較。在步驟514，視實 際庫存是否超過上限庫存幾個連續檢閱周期來下決定。如果答案為是則前往步驟515。在 步驟515，目標庫存預測會下降。目標庫存的預測要如何調整的例子如上所述。在下一個 步驟516，初制晶片、庫存、貨運、周期時間、上限庫存與下限庫存的預測會根據步驟515計 算的目標庫存的預測來調整。步驟516之后，在步驟517決定是否到達產品的生命周期的 結尾(或生產結束)。如果答案為是則加工流程完成。如果答案為否則加工流程回到步驟 513，并在下一個檢閱期間檢閱與比較實際庫存與目標庫存。另外，如果步驟514的答案是 否，則流程進行到步驟517。演算法II根據本發明一個實施例，演算法II是用來決定庫存太少的庫存控制轉折點。如果Ii < CLi^Ti 在 0 個檢閱周期，i, i+1, i+2, · · · i+0-l則減少未來周期尸時間CTi+。，CTi+0+1, CTi+0+2, · · ·并增加未來初制晶片WSi+0, WSi+0+1, WSi+0+2, · · ·。其中CLi是下端(下限)比例(低于1的數字)，Ti是現時時間⑴的現時庫存 目標。CLjTi是下限庫存，用以警示低庫存。如果實際庫存數據在一個期間內(如0個檢 閱周期)低于定義的上限庫存，則周期時間需要降低并且初制晶片需要增加來提高生產速 度。如上第(4)式所述，初制晶片(WS)與周期時間會影響未來庫存(FI)。0可以是任意整 數并且表示警示到達庫存控制轉折點的檢閱周期數目。因為缺貨是極不希望看到的情況， 0是一個小的整數。在一個實施例中，0小于M。例II一個簡單例子將在以下敘述，到達庫存控制轉折點的演算法顯示如下。當Ii < (1/3)1\—個檢閱期間⑴，設定CTi+1 = CTi+1_FCT*CTpr。duct，并且WSw = WSi+1+B*Tit)其中Fct是周期時間比例(關系到周期時間的低于1的數字)，CTpradurt是產品的 周期時間。產品的周期時間可以借由視為高等級產品(基板的箱子標示比其他產品有高優先加工順位，hot lot)來縮短。Fct是警示有多少周期時間可以縮短的數字，如以下第(10) 式。一般產品的加工時間/高等級產品的加工時間=1+FCT..................................................................(10
)借由視為高等級產品來生產，周期時間可以縮短FCT*CTpradu。t。庫存也可以借由增 加初制晶片來增加。例如，Fct可以是0. 2、0. 3或其他低于1的數。如上所示，初制晶片(或 晶片于特定時期要投入的數目)可以借由緩沖量(Β* \)來增加。增加的晶片用來確保足 夠的庫存與預防缺貨。B是小于1的正數。圖6A顯示產品的庫存使用與不使用上述演算法II來修正目標庫存的一個例子。 虛線曲線601是沒有使用庫存目標修正演算法的庫存曲線。因為沒有修正，庫存產生缺貨。 相對的，實線曲線602使用了修正演算法(演算法II)。在這個例子中，庫存目標在W08庫 存落到低于庫存控制下限(TH1)后開始調整。周期時間與初制晶片立刻調整而無延遲。貨 運在W08、W09與WlO相對較高。降低的周期時間與增加的初制晶片幫助庫存最終回到安全 的中間區域(介于上限Thu與下限Th1之間)。要注意圖6A的貨運與庫存的比例尺不同。圖6B顯示根據本發明一個實施例的使用演算法II來管理產品庫存的加工流程 610。在步驟611，建立產品(特定型號的半導體芯片)對目標庫存、初制晶片、貨運、庫存、 周期時間、上限庫存與下限庫存的初始預測。在步驟612，產品開始生產。另一種情況下，步 驟612可在步驟611之前發生。在步驟613，現時與過去的實際的庫存與目標庫存數據會在 固定周期檢閱與比較。在步驟614，視實際庫存是否低于下限庫存幾個連續檢閱周期來下決 定。如果答案為是則前往步驟615。在步驟615，周期時間的預測會下降，初制晶片的預測 會上升。在下一個步驟616，目標庫存、庫存、貨運、周期時間、上限庫存與下限庫存的預測會 根據步驟615計算的目標庫存的預測來調整。步驟616之后，在步驟617決定是否到達產 品的生命周期的結尾(或生產結束)。如果答案為是則加工流程完成。如果答案為否則加 工流程回到步驟613，并在下一個檢閱期間檢閱與比較實際庫存與目標庫存。另外，如果步 驟614的答案是否，則流程進行到步驟617。演算法III演算法III用來決定庫存太低的庫存控制轉折點。如果I」< 0在任意未來的期間(j是未來的檢閱期間)，若可能則減少CIVleadtime = CIVleadtime-FCT*CTpr。duct，并增加Wi^leadtime = WSweadtime-I」+Β*Τ」，否則減少CT與增加WS在較早可能的周期。其中CIVleadtime是在期間(j-leadtime)的周期時間，WSj^leadtime是在期間 (j-leadtime)的初制晶片。當庫存預測(模擬)低于0，初制晶片需要增加并且周期時間 需要縮短來防止預測情況的發生或在處于最小值的風險。一般來說半導體芯片制造有前置 時間。依產品、制造過程的復雜度與無塵室的產能，產品的前置時間范圍可在數星期至數 個月之間。如果根據庫存模擬，未來一個期間或多個期間的庫存低于零(缺貨)，周期時間 需要縮短且初制晶片區要增加，并且可能要在早于模擬的缺貨期間一個前置期間的時候進 行。如上所示，初制晶片可以增加庫存短缺的量(-Ii是正值)。另外，緩沖量(B*Tj;B是比值)可以增加來確保足夠的庫存。Si-Ii的數量被加到初制晶片中是因為情況可能是由較 早地發生大量貨運。因為制造有前置時間，周期時間與初制晶片可以在發生缺貨問題之前(時間i)的 前置時間修正。然而，有時候當時間“i”驗明了有缺貨問題，現在與時間“i”之間的時間可 能小于前置時間。當這個情況發生，周期時間與晶片時間必須盡早地調整。一旦周期時間 與初制晶片調整，模擬可以看出是否可以避免在期間“i”所發生的缺貨或缺貨的量可以減 到最低。要拉回存貨，高等級產品(有較短的周期時間)與增加的初制晶片可能需要進行 數個期間。如果庫存調整到大于0，但仍低于目標庫存下限，可以使用第6A-6C圖所述的演 算法直到庫存回到安全區域(區域2)。例III一個演算法III的例子敘述如下。到達庫存控制轉折點的演算法表示如下。當Ij < 0 —個未來檢閱時期(j)，若可能則CIV4weeks = CIV4weeks-O. 2*CTpr。duct，并且WSw = WSj^^-IJ+I/S^TJ,否則減少CT與增加WS在較早可能的周期。其中Fct是0.2，前置時間是4星期。在這個例子B是1/3。圖7A顯示產品的庫存使用與不使用上述演算法III來修正目標庫存的一個例子。 虛線曲線701是沒有使用庫存目標修正演算法的庫存曲線。因為沒有修正，庫存產生缺貨。 相對的，實線曲線702使用了修正演算法(演算法III)。在這個例子中，庫存預測表示未來 庫存會在W08落到低于零，因為突然的貨運預測增加。這個情況在W3之后發現。周期時間 與初制晶片立刻在W4調整并且沒有延遲。這個調整避免了缺貨。降低的周期時間與增加 的初制晶片幫助庫存最終回到安全的中間區域(介于上限Thu與下限Th1之間)。要注意 圖7A的貨運與庫存的比例尺不同。圖7B顯示根據本發明一個實施例的使用演算法III來管理產品庫存的加工流程 710。在步驟711，建立產品(特定型號的半導體芯片)對目標庫存、初制晶片、貨運、庫存、周 期時間、上限庫存與下限庫存的初始預測。在步驟712，產品開始生產。另一種情況下，步驟 712可在步驟711之前發生。在步驟713，庫存數據的預測會在固定周期檢閱。在步驟714， 視即將到來的期間的未來庫存是否低于零來下決定。如果答案為是則前往步驟715。在步 驟715，周期時間會下降，初制晶片會上升，且僅早地進行使進行時間早于判定期間(庫存 預測會低于零的期間)的往前一個前置時間。在下一個步驟716，目標庫存、庫存、貨運、上 限庫存與下限庫存的預測會根據步驟715計算的周期時間與初制晶片來調整。步驟716之 后，在步驟717決定是否到達產品的生命周期的結尾(或生產結束)。如果答案為是則加工 流程完成。如果答案為否則加工流程回到步驟713，并在下一個檢閱期間檢閱與比較實際庫 存與目標庫存。另外，如果步驟714的答案是否，則流程進行到步驟717。圖8顯示根據本發明一個實施例的使用庫存控制演算法(如上述的演算法1、11、 III)來管理產品庫存的加工流程800。在步驟801，建立產品(特定型號的半導體芯片)對 目標庫存、初制晶片、貨運、庫存、周期時間、上限庫存與下限庫存的初始預測。在步驟802， 產品開始生產。另一種情況下，步驟802可在步驟801之前發生。在步驟803，庫存數據的 預測會在固定周期檢閱。在步驟804，視庫存控制轉折點是否到達來下決定。如果答案為是則前往步驟805。在步驟805，生產控制參數(如目標庫存、周期時間、初制晶片等)會被修 正使得庫存回到安全的操作區。在下一個步驟806，其他的生產與庫存控制參數的預測會根 據步驟805所做的修正來調整。步驟806之后，在步驟807決定是否到達產品的生命周期 的結尾(或生產結束)。如果答案為是則加工流程完成。如果答案為否則加工流程回到步 驟803，并在下一個檢閱期間檢閱與比較實際庫存與目標庫存。另外，如果步驟804的答案 是否，則流程進行到步驟807。使用上述的方法及系統將會幫助過度囤積的成本下降與缺貨的風險，并且可以營 造實質的節省成本與好的顧客關系。上述的方法與系統的實施例僅為幾個例子。根據相同 的原理的其他方法與系統的變形也是可以實施的。此外，此方法與系統可以被修正來應用 于非半導體芯片的產品庫存控制。本領域普通技術人員可以在本發明所揭示的方法與系統的配置、操作與細節做不 同的修正，改變與變形。本發明實施例可包括不同的步驟，該步驟可以是機械可執行指令， 借由一般用途或特別用途的電腦(或其他電子裝置)來執行。圖9顯示一般用途或特殊用 途的電腦900。電腦900包括中央處理器(CPU)，用來執行存儲于只讀存儲器(ROM)908的 指令；以及存儲裝置910，使用隨機存取存儲器(RAM) 906做為工作存儲器。CPU 904透過總 線902與其他裝置溝通。電腦900與用戶之間的接口是透過輸入裝置930、顯示裝置932、游 標控制934。電腦900也包括通信接口 920，使得電腦900可透過網絡940或網際網絡950 與其他的電腦(例如網絡服務器952與主電腦94 通信。另一種情況，那些步驟可以由包 括特定邏輯來執行步驟的硬件組件實行，或是由硬件、軟件和/或固件的組合來實行。實施 例也可由包括一機械可讀媒體的電腦程序產品所提供，該機械可讀媒體具有存儲于其上的 指令，該指令可以用來程序化一臺電腦(如電腦900或其他電子裝置)以實施上述的流程。 機械可讀媒體可包括磁碟片、光碟片、CD-ROMs、DVD-ROMs、ROMs、RAMs、EPROMs、EEPROMs、磁 性或光學卡片、傳輸媒體或其他形式可用來存儲電子指令的媒體/機械可讀媒體，但不限 定于此。例如，執行上述流程的指令可以由遠程電腦(如服務器)轉移到要求的電腦(如 客戶)，經由通信連結(如網絡連結)以載波或其他傳輸媒體傳送數據信號。雖然前述的發明為了能清楚的理解而詳細的敘述，但一些改變或修正可在權利要 求的范疇內來實行。因此，本實施例應視為說明而非限定，本發明不限定于此處的細節，而 可在權利要求或同等的范疇內修正。
權利要求
1.一種用來預防囤積的產品庫存控制方法，包括建立產品對目標庫存、初制晶片、庫存、貨運、周期時間、上限庫存與下限庫存的初始預測；在固定周期檢閱與比較實際的庫存與目標庫存數據； 決定實際庫存是否超過上限庫存幾個連續檢閱期間，如果答案為是，則降低目標庫存預測，并且進行到決定是否到達產品的生命周期的結尾，如果答案為否，則進行到決定是否到達產品的生命周期的結尾；以及 決定是否到達產品生命周期的結尾， 如果到達產品生命周期的結尾，則流程結束，如果還未到達產品生命周期的結尾，則回到檢閱與比較實際庫存與目標庫存數據的步馬聚ο
2.如權利要求1所述的產品庫存控制方法，其中初始預測是根據客戶訂單、客戶預測、 市場研究數據、貨運預測、庫存預測、現時庫存與歷史產品數據。
3.如權利要求1所述的產品庫存控制方法，其中該上限庫存是該目標庫存的第1比值， 該下限庫存是該目標庫存的第2比值，該第1比值大于該第2比值。
4.如權利要求1所述的產品庫存控制方法，其中該目標庫存預測借由該目標庫存的第 3比值于數個連續的該檢閱期間后降低。
5.如權利要求1所述的產品庫存控制方法，還包括根據降低的目標庫存，調整初制晶片、庫存、貨運、周期時間、上限庫存與下限庫存的預測。
6.如權利要求1所述的產品庫存控制方法，其中目標庫存預測的降低會在數個連續檢 閱期間之后立即開始。
7.一種用來預防缺貨的產品庫存控制方法，包括建立產品對目標庫存、初制晶片、庫存、貨運、周期時間、上限庫存與下限庫存的初始預測；在固定周期檢閱與比較實際的庫存與目標庫存數據； 決定實際庫存是否低于下限庫存幾個連續檢閱期間，如果答案為是，則降低周期時間與增加初制晶片，并且進行到決定是否到達產品的生 命周期的結尾，如果答案為否，則進行到決定是否到達產品的生命周期的結尾；以及 決定是否到達產品生命周期的結尾， 如果到達產品生命周期的結尾，則流程結束，如果還未到達產品生命周期的結尾，則回到檢閱與比較實際庫存與目標庫存數據的步馬聚ο
8.如權利要求7所述的產品庫存控制方法，還包括 決定未來檢閱期間的未來庫存是否低于零，如果答案為是，則降低周期時間與增加初制晶片，并進行至決定是否到達產品生命周 期的結尾的步驟，如果答案是否，則進行至決定是否到達產品生命周期的結尾的步驟。
9.如權利要求7所述的產品庫存控制方法，其中周期時間的降低與初制晶片的增加會 在數個連續檢閱期間之后立即開始。
10.如權利要求8所述的產品庫存控制方法，其中周期時間的降低與初制晶片的增加 會在該未來檢閱期間之前一個產品生產的前置時間開始。
11.如權利要求8所述的產品庫存控制方法，還包括根據降低的周期時間與增加的初制晶片，調整目標庫存、庫存、貨運、上限庫存與下限 庫存的預測。
12.如權利要求7所述的產品庫存控制方法，其中該周期時間可以借由執行高等級產 品來縮短。
13.一種用來動態控制半導體產品的庫存防止囤積或缺貨的生產管理系統，包括一生產計劃模塊，包括具有需求預測數據與客戶訂單的組件；一動態庫存控制模塊，包括一動態庫存控制模擬模塊與一庫存管理系統，其中該庫存 管理系統記錄實際庫存數據，該動態庫存控制模擬模塊包括用來模擬目標庫存、未來庫存、 未來貨運、初制晶片、周期時間與半導體產品生產的模擬器。
14.如權利要求13所述的生產管理系統，其中生產計劃模塊還包括具有無塵室產能、 半導體產品的制造技術與產品優先權的數據的組件。
15.如權利要求13所述的生產管理系統，其中該動態庫存控制模塊從生產計劃模塊即 時接收數據，該生產計劃模塊從客戶端即時接收需求預測。
全文摘要
本發明的實施例借由動態庫存控制的方法與系統滿足適當控制半導體產品庫存的需求。該方法與系統適時修正影響庫存的參數。該參數可能包括目標庫存、周期時間、初制晶片、未來庫存與未來貨運。另外，該方法與系統收集了即時的客戶需求預測來輔助生產計劃與調整。更進一步，該方法與系統驗明庫存控制轉折點，以動態地調整生產來防止囤積或缺貨。本發明的方法及系統將會幫助過度囤積的成本下降與缺貨的風險，并且可以營造實質的節省成本與好的顧客關系。
文檔編號G06Q30/00GK102142120SQ201010224800
公開日2011年8月3日 申請日期2010年7月5日 優先權日2010年2月1日
發明者劉達智, 施志昇, 洪國棟, 溫家彬, 蔡新豐 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司