Производство интегральных схем на пути к полной автоматизации

Современное производство интегральных схем на кремниевых пластинах диаметром 300 мм требует от ведущих игроков рынка полупроводниковых компонентов серьезного переосмысления своей стратегии. Поставщики процессингового оборудования начинают понимать, что полная промышленная автоматизация и стандартизация производства являются ключевыми звеньями в снижении издержек и улучшении качества продукции при переходе от 200-миллиметровых к 300-миллиметровым пластинам. Ключевым элементом становится обязательное сопровождение технологического процесса средствами автоматизации и контроля. Поэтому процессинговое оборудование неизбежно становится все более сложным, а на первый план выходит задача обеспечения его повседневной эффективной работы.

Сейчас каждый технологический узел используется для обработки пластин примерно на 30%; остальное время расходуется на проведение инженерного тестирования оборудования, на вынужденные или невынужденные простои

Переход на пластины диаметром 300 мм сопровождается образованием значительно большего количества связей между технологическими кластерами, очень широким использованием роботов для перемещения кассет с пластинами по технологической линейке, созданием новых интерфейсов. Уже достигнут очень высокий уровень автоматизации конкретных технологических кластеров и высокая степень производственной интеграции. Созданы внутризаводские автоматические системы управления, оптимизирована заводская инфраструктура для создания полностью автоматизированного производства. При этом количество обслуживающего персонала сокращено минимум вдвое.

Автоматизация, как предполагают, самым положительным образом скажется на степени использования рабочего оборудования. Сейчас каждый технологический узел используется для обработки пластин примерно на 30%; остальное время расходуется на проведение инженерного тестирования оборудования, на вынужденные или невынужденные простои. До сих пор около 20% оборудования в технологической цепочке оказывалось незадействованным вообще. Между тем, если на производстве, стоимость которого составляет не менее 1,5 млрд. долл., эффективность использования оборудования увеличивается хотя бы на 1%, то одно это обеспечивает приращение годового дохода на 10 млн. долл.

Высокий уровень механической автоматики дополняется компактными системами интеграции данных от различных источников информации в производственной линейке, что в принципе позволяет обеспечить постоянный и непрерывный процессинг и в конце концов обойтись без услуг операторов.

При выпуске пластин диаметром 300 мм, как и ранее, будут продолжать использовать внутреннюю автоматическую транспортную систему для перемещения кассет с пластинами вдоль технологической линейки. Ключевая разница, однако, между этими производствами состоит в том, что при новой технологии устанавливается такая транспортная система, которая автоматически еще и обеспечивает загрузку кассет с пластинами из «конвейера-300» во входные модули технологических узлов, а также выгрузку кассет из выходных модулей обратно на «конвейер-300». Для «конвейера-300» все сопрягаемые узлы изготавливаются по единому стандарту.

По данным ассоциации Sematech, в настоящее время мировым лидером в секторе автоматизированных транспортных систем является PRI Automation, имеющая долю в 25,5%. Чуть меньше имеет идущая следом компания Daifuku и около 21% — компания Shinko Electric. Емкость сектора автоматизированного производственного оборудования — центральных управляющих роботов, элеваторов, загрузочных и разгрузочных портов, камер с газовыми средами — вместе с соответствующим программным обеспечением в начале 2001 года составляла около 3 млрд. долл. Спустя два года, в 2004 году, эта величина должна составить не менее 4,1 млрд. долл.

Интересно отметить, что иногда производители предпочитают удовлетворять потребности заказчиков собственными силами. Пожалуй, самым ярким примером является известная Apllied Materials, ведущий производитель вакуумного оборудования, которая разработала собственную систему управления пластинами в вакуумных камерах, хотя без проблем могла бы это сделать с использованием имеющихся на рынке производственных модулей. Еще одной компанией, идущей по такому же пути, является Tokyo Electron.

Но все же большинство, имея определенный опыт экспертизы в управлении технологическими процессами и их автоматизацией, следует стратегии внешних покупок, если продавец демонстрирует улучшенное качество продукции, ее высокую надежность и воспроизводимость результатов ее работы.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями