電腦整合自動(dòng)化提升半導(dǎo)體工廠效能

臺(tái)積電作為全球晶圓代工龍頭，在自動(dòng)化技術(shù)方面，也是著墨甚深。負(fù)責(zé)臺(tái)積電南科14廠自動(dòng)化的臺(tái)灣積體電路自動(dòng)化整合部經(jīng)理涂耀仁指出，臺(tái)積電南科14廠目前已經(jīng)能做到讓晶圓從下線到出貨，完全不用經(jīng)過人，包括機(jī)臺(tái)控管、空片處理等所有的流程，都已經(jīng)完全做到自動(dòng)化。

涂耀仁表示，臺(tái)積電南科14廠的自動(dòng)化程度，同時(shí)間可以讓400個(gè)作業(yè)人員，每天處理超過340萬次晶圓制作流程，使用超過2,500種工具，并在工廠中總長(zhǎng)42公里的軌道中，操作1,600臺(tái)車輛，支援50萬種傳送業(yè)務(wù)，平均每一個(gè)傳送，都可以控制在三分鐘以內(nèi)。

臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司自動(dòng)化整合部部經(jīng)理涂耀仁

難得的是，因?yàn)榇ば蛻B(tài)的業(yè)務(wù)，導(dǎo)致工廠隨時(shí)都會(huì)有上千的產(chǎn)品處于生產(chǎn)狀態(tài)，每一種產(chǎn)品的制造流程其實(shí)都不一樣，如果沒有辦法做到自動(dòng)化，就很難準(zhǔn)時(shí)達(dá)到客戶的要求。

涂耀仁指出，電腦整合制造的架構(gòu)，在最底層是工廠自動(dòng)化，包括機(jī)臺(tái)、傳送系統(tǒng)、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)、自動(dòng)軌道、機(jī)臺(tái)故障支援等，都要做到自動(dòng)化。而且針對(duì)特殊商品，如需要優(yōu)先出貨的流程，還要有特別機(jī)制能夠因應(yīng)，如貨品還沒有到機(jī)臺(tái)前，機(jī)臺(tái)就已經(jīng)預(yù)熱做好準(zhǔn)備，即使工廠產(chǎn)能處于全滿載的情況下，生產(chǎn)線依然不會(huì)因?yàn)闄C(jī)臺(tái)需要預(yù)熱，而影響生產(chǎn)效能。

另外，在制程控制方面，由于每一個(gè)機(jī)臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間工作下來，品質(zhì)不可能始終維持一致，必須要隨時(shí)監(jiān)控機(jī)臺(tái)作業(yè)中的工作環(huán)境如溫濕度等，才能預(yù)先掌握晶圓最后完成的成品品質(zhì)，并透過后續(xù)的量測(cè)平臺(tái)，回饋相關(guān)資訊，隨時(shí)調(diào)整機(jī)臺(tái)的作業(yè)參數(shù)，盡量讓制程工作能夠更精細(xì)。

一旦工廠產(chǎn)能及制程復(fù)雜度達(dá)到一定的程度，就不可能靠人來管理，因此就需要有即時(shí)管理系統(tǒng)，進(jìn)行預(yù)先排程及規(guī)劃，包括如何從供應(yīng)鏈上所擷取的需求資訊，迅速轉(zhuǎn)成工廠訂單，如何預(yù)測(cè)出貨時(shí)間等，也都有賴自動(dòng)化技術(shù)來管理。

涂耀仁表示，控制機(jī)臺(tái)并掌握相關(guān)資訊，是工廠自動(dòng)化的第一步。由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)早已有SEMIStandards，就連無人自動(dòng)搬運(yùn)車要如何上下貨，都有明確的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，只要設(shè)備符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，就可以整合到工廠自動(dòng)化的架構(gòu)中，要找到解決方案并不難。

但在全自動(dòng)化的工廠中，仍然可能會(huì)遭逢許多挑戰(zhàn)，如明明有待處理的貨，卻仍然有機(jī)臺(tái)遺漏處理。涂耀仁指出，可能是因?yàn)闄C(jī)臺(tái)的條件被限制處理，或是要等待處理的貨品數(shù)量夠高，再一次作業(yè)以提高效能等，但實(shí)際上，生產(chǎn)線上如果有一兩千臺(tái)機(jī)臺(tái)，機(jī)臺(tái)的遺漏判斷是否是最適當(dāng)?shù)?？管理人員需要得到最即時(shí)的資訊，才能在線上人員設(shè)定或操作時(shí)，做出必要的判斷。

面對(duì)這么大的工廠自動(dòng)化需求，涂耀仁認(rèn)為最大的挑戰(zhàn)，在于如何持續(xù)維持高速且復(fù)雜變遷的系統(tǒng)管理，但只要能克服管理上的困難，透過電腦整合制造等自動(dòng)化技術(shù)，不管是產(chǎn)品品質(zhì)、機(jī)臺(tái)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)周期，都可以得到最適結(jié)果，也連帶會(huì)帶來成本效益。