二十世紀(jì)五十年代和六十年代，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）、日本電子工業(yè)發(fā)展聯(lián)合會(huì)(JEIDA)（即今天的JEITA）和美國(guó)試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)（ASTM）進(jìn)行了一些零零星星的努力，圍繞材料特性和無(wú)塵室條件來(lái)制定標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)志著半導(dǎo)體工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的最初階段。

1973年5月，三年前作為半導(dǎo)體設(shè)備和材料供應(yīng)商行業(yè)協(xié)會(huì)而成立的國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備和材料組織(SEMI)著手制定二英寸和三英寸晶片標(biāo)準(zhǔn)，主要是作為應(yīng)急措施：那時(shí)該行業(yè)不得不面對(duì)2000余個(gè)面向特定用戶的晶片規(guī)格，從經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)率和質(zhì)量的觀點(diǎn)上來(lái)看其結(jié)果極不如人意。二十世紀(jì)七十年代初期微電子業(yè)迅速擴(kuò)張導(dǎo)致硅短缺。存在的問(wèn)題依舊，浪費(fèi)沒(méi)有得到解決。由于晶片幾何尺寸各不相同，設(shè)備制造商不得不為幾乎是每一個(gè)顧客提供單獨(dú)定制的解決方案。

現(xiàn)在看來(lái)，到1974年，第一批兩英寸和三英寸晶片標(biāo)準(zhǔn)草案得到了非常高的認(rèn)可率絲毫不令人驚奇：這個(gè)年輕工業(yè)中使用的全部硅晶片的80%到85%符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)際化和“通天塔”

到二十世紀(jì)八十年代初期，制定了設(shè)備、化學(xué)品和其他材料的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)估計(jì)，通過(guò)化學(xué)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，分析成本降低了60%，并且生產(chǎn)率增加顯著地提高了化學(xué)品的可利用性。直到二十世紀(jì)八十年代，SEMI標(biāo)準(zhǔn)綱要從根本上還是以美國(guó)為主的組織。

日本的VLSI倡議和歐洲微電子業(yè)的不斷擴(kuò)張激發(fā)了JEIDA和德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)（DIN）進(jìn)行類似的標(biāo)準(zhǔn)化工作，導(dǎo)致SEMI、JEIDA、ASTM和DIN之間進(jìn)行定期聯(lián)絡(luò)活動(dòng)。SECS-I(《SEMI設(shè)備通訊標(biāo)準(zhǔn)》)和SECS-II工廠通訊標(biāo)準(zhǔn)與第一批硅標(biāo)準(zhǔn)有著類似影響，由SEMI和JEIDA協(xié)同努力完成。SECS-I和SECS-II實(shí)現(xiàn)了設(shè)備計(jì)算機(jī)與工廠車間制造執(zhí)行管理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)（MES）之間的通信標(biāo)準(zhǔn)化，在各個(gè)部件之間采用了共同的軟件語(yǔ)言，這樣，工具/主機(jī)互動(dòng)更加容易和更有效。半導(dǎo)體工廠中的“通天塔”變成了歷史。后來(lái)，GEM(通用設(shè)備模型)——SECS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步改進(jìn)了各個(gè)供應(yīng)商的設(shè)備和MES系統(tǒng)之間的通訊。據(jù)估計(jì)，與GEM和SECS出現(xiàn)以前相比，主機(jī)軟件成本降低了80%。

環(huán)境、健康和安全

按照今天的觀點(diǎn)，設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)竟然不在第一批開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)之中，這令人驚訝。二十世紀(jì)九十年代初期SEMIS2《安全指南》(《半導(dǎo)體制造設(shè)備環(huán)境、健康和安全指南》)的誕生是微電子業(yè)利用標(biāo)準(zhǔn)化的潛在節(jié)省方面的另一個(gè)里程碑，把操作員和設(shè)備安全提高到標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)水平以上。

例如，英特爾于1993年首次采用SEMIS2標(biāo)準(zhǔn)為第十家位于愛爾蘭的200mm工廠選擇工具。據(jù)估計(jì)，工具平均啟動(dòng)時(shí)間減少了兩星期，總共為該工廠節(jié)約了600萬(wàn)美金，達(dá)到了總成本的1%。

今天，設(shè)備制造商將很難賣出不符合SEMIS2標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，因此這些節(jié)約措施將繼續(xù)為新工廠帶來(lái)成果。

200mm和300mm晶片變遷

為了提高生產(chǎn)率和產(chǎn)量，微電子業(yè)在二十世紀(jì)九十年代初期從150mm向200mm晶片過(guò)渡，不幸的是，微電子業(yè)錯(cuò)失標(biāo)準(zhǔn)化良機(jī)。

起初，引進(jìn)了兩個(gè)不同厚度(725µm和737µm)，而邊緣輪廓規(guī)格超過(guò)200個(gè)，沒(méi)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。缺乏標(biāo)準(zhǔn)化引起的不僅僅是硅越來(lái)越昂貴和短缺問(wèn)題，設(shè)備機(jī)器人技術(shù)為了適應(yīng)各種晶片厚度而不得不變得非常復(fù)雜，它們還必須適應(yīng)各種不同的工具高度和范圍。這種環(huán)境使自動(dòng)化工廠之夢(mèng)難以實(shí)現(xiàn)。

微電子業(yè)在從200mm向300mm晶片過(guò)渡之初就吸取了錯(cuò)失良機(jī)的教訓(xùn)，業(yè)界一致同意在切割用于硅晶片試制設(shè)備的金屬之前開發(fā)300mm晶片、設(shè)備、晶片承載片、處理設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)。換言之，目標(biāo)是制定預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)向下一代晶片尺寸的過(guò)渡。

在SEMI和Sematech的支持下，國(guó)際300mm倡議組織(I300I)領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了全面的成套300mm標(biāo)準(zhǔn)，包括提高工廠自動(dòng)化和集成化的新硬件和軟件標(biāo)準(zhǔn)。總的來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了制定協(xié)商一致的全球標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)，這些標(biāo)準(zhǔn)代表了當(dāng)時(shí)技術(shù)和成本降低方面的最佳慣例。

事后看來(lái)，300mm標(biāo)準(zhǔn)組合的制定是從大量可能在成本、過(guò)程穩(wěn)定性和堅(jiān)固性、適用性和其它重要因素方面的實(shí)際做法中挑選出最優(yōu)的全面生產(chǎn)概念。換言之，各個(gè)協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)了一種通用生產(chǎn)過(guò)程形式，這是當(dāng)時(shí)最優(yōu)的一種實(shí)際做法。質(zhì)量管理工具“質(zhì)量功能展開（MFD）”的相似之處是顯而易見的。

對(duì)晶片工廠的一項(xiàng)調(diào)查表明，SEMI標(biāo)準(zhǔn)的采用強(qiáng)化了向300mm的過(guò)渡，只有4%反映削弱了過(guò)渡，這不足為奇。2004年進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查表明，全部微電子公司中只有7%在與供應(yīng)商的交易中沒(méi)有采用SEMI標(biāo)準(zhǔn)。

難以估算全部成本節(jié)省量，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是公司機(jī)密。然而，這是很明顯的：每家工廠節(jié)省了數(shù)百萬(wàn)的美金——這是對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力和質(zhì)量做出的最大的貢獻(xiàn)，這符合設(shè)備制造商和包括社會(huì)在內(nèi)的全部供應(yīng)量參與者的利益。