从开发到生产的过程中,随着设备质量和性能规范变得更加严格,工厂自动化解决方案,例如由应用材料公司自动化产品部 (APG) 开发的解决方案,能够助力客户实现重要的良率、产出和成本改善目标。

在本篇博客中,我会着重介绍利用“S 曲线”框架可以使一个新的晶圆厂实现盈利最大化的一些关键因素。本文说明了使用先进自动化软件解决方案,可以在晶圆厂生命周期的开发阶段和转至批量生产阶段带来价值。

S 曲线是什么?

图 1 曲线被称为 S 曲线,展示了晶圆厂从生产第一个硅晶圆开始,通过持续改进,提升至全面释放生产潜力的生命周期。如图表所示,此生命周期的要素包括:

  • 时间 (x 轴)。
  • 良率产出 (y 轴)。
  • 生产目标 (绿色粗线), 或各个生产阶段的理想产出和良率提升情况。
  • 实际生产情况 (橙色锯齿线) 必须由客户管理。
  • 示例问题 (灰色椭圆) 这些问题会阻止晶圆厂达到目标产能和良率 (注意,这些只是示例;对于一些晶圆厂来说,根据产量和产品的不同,其他问题可能更为关键)。
图 1. “S 曲线”,展示了生产目标(绿线)与实际生产情况(橙线), 以及实现产能和良率目标面临的各种障碍(灰色椭圆)

推进 S 曲线

图 1 中未明确展示晶圆厂必须优化管理,以确保实际生产情况满足或超过生产目标的关键方面或因素。这些因素是:
  • 良率
  • 成本
  • 按时交付
  • 产出
优化工作可以确保实际生产情况满足生产目标,这种工作被称为 “推进 S 曲线”。在您的晶圆厂,S 曲线推进的情况如何? 成功推进曲线需要注意什么?

越早越好

S 曲线的要点是,良率学习和批量生产在 新产品生命周期的早期 比在 同一产品生命周期的后期更有价值。这是因为“新”半导体器件通常在其生命周期的早期就达到了较高的销售价格。对于造价 200 亿美元或更多的晶圆厂来说,绿色曲线和橙线之间的区域价值 数亿美元甚至数十亿美元。这代表着未实现的潜力,争取时间在这个过程中尤为宝贵;延迟意味着需要更长时间才能获得回报。

我们成功推进S曲线的秘诀

为了帮助晶圆厂实现这一隐藏的潜力,并成功推进 S 曲线,我们的 Applied SmartFactory® 计算机集成制造 (CIM) 控制和生产力套件提供一种经过验证的成功部署方法,助力您管理晶圆厂生产,该方法可分两个阶段实施,帮助新晶圆厂实现:

  • 首个硅晶圆制造。 在此阶段,客户可以开始试产,缩短其生产计划和学习曲线,并提升其生产产能。
  • 批量生产。 在此阶段,客户可以减少工艺变化和晶圆报废,稳定良率,提高单位利率,优化产能盈利曲线。

这种方法的关键在于,要在需要时部署软件解决方案,使实际生产情况更接近目标(参见图 2)。通过在需要时部署软件,晶圆厂管理者可以处理和应对整个生产过程中的挑战,缩短上市时间、提高质量和降低报废率。

图 2. S 曲线,展示了当需要让实际生产情况更接近目标时, 我们部署经过验证的软件自动化的方法

SmartFactory 解决方案构筑于超过 30 年的软件和晶圆制造经验,在世界上的先进晶圆厂得到了验证,并在以下方面具有优势:

  • 全面集成组件,消除低效和脱节的系统,减少部署时间和 IT 支持成本
  • 预先构建的自动化逻辑 通过 Applied EngineeredWorks® 可以帮助客户加速部署
  • 开箱即用 方法消除大量定制成本,并使用户能够完全控制晶圆厂生产行为

总结

无论哪个环节或产品,当今半导体制造面临严峻挑战。晶圆厂管理者必须满足业务发展和生产目标,并能够快速应对变革,以满足不断变化的业务模式和技术需求。

无论您是需要快速采用新工艺、运行新技术,还是更充分地利用您现有的设备,我们的软件应用广泛,可以帮助您“推进 S 曲线”,确保实际生产情况满足或超越您的生产目标。在这种环境下,CIM 自动化(如 Applied SmartFactory 套件所提供的功能)对于在晶圆厂生命周期每个步骤实现重要良率、产出和成本改善而言至关重要。

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