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迎战工业4.0 先进制程设备需朝智能制造发展

阿自倍尔(Azbil)董事长兼总经理中西隆。

虽然中美贸易大战加上新冠病毒疫情,让世界发生重大变化,然而,电子化狂潮,亦让包括柯达(Kodak)、玩具反斗城(Toys Rus)等许多知名大型企业无法因应而遭到淘汱。制造业也正在面临包括工业4.0、智能制造,及IC制造微缩制程往10nm、7nm、5nm,甚至3nm先进制程推进等多重挑战,阿自倍尔(Azbil)董事长兼总经理中西隆认为,面临如此巨大变化,B to B制造业者必须调整思维,尝试各种新的挑战。

工业4.0挑战来势汹汹

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清华大学讲座教授简祯富。

DIGITIMES研究中心副总监黄铭章。

旺宏电子处长林民正。

自1760年代蒸气机出现导致第一次工业革命发生以来,全球进入机械时代,1950年代至今,更因晶体管、IC出现,导致第三次工业革命发生,世界更进入数码时代。

近年由德国与欧盟提出工业4.0概念,制造业由工业3.0重视大量生产、专业分工、规模经济,转变为工业4.0的弹性生产以满足更大量个人化、客制化市场需求,产业供应链也将转变为短链、碎链。

因此,制造业决策模式将强调弹性决策,管理能力要更强,以追求更高获利能力,目标就是要透过生产模式改变,从包括中国、台湾、东南亚等新兴市场国家取回10%市占率。

面对即将到来工业4.0,台湾厂商应扪心自问能否与德国与日本等先进国家竞争?清华大学讲座教授简祯富提出工业3.5概念来因应,也就是台湾厂商要推动智能制造,将科学管理与大数据导入生产决策。

其中,台积电就是工业3.5最佳案例,透过大数据分析,导入人工智能,明显提升良率与生产效率。完整智能制造是要结合分析、优化、决策三者合一,因此,透过数据收集与建立数码决策平台,以提升每个员工能力。

工业3.5利基就在于蓝湖策略(Blue Lakes Strategy),台湾有很多中小企业,其中有许多是隐形冠军的优质企业,但不能因为转型而消失,所以可以锁定具利基中小型市场,结合乎AI大数据分析的数码决策,不仅可以避开与国际大厂的竞争,台湾更要用工业3.5战略领导新兴国家。

不止台积电,NOR Flash大厂旺宏电子早已将大数据概念导入生产制造之中。旺宏电子林民正处长表示,旺宏于1989年成立之初,每个员工就都配有一台计算机,并将所有制造相关资料与数据加以输入,当时公司MIC部门高达50人,另外还雇用一批统计系与数学系同仁进行资料分析,累积了10多年资料库,结合领域知识(domain knowledge) 、统计模型、计算机信息技术,旺宏电子也于2020年发展出sNOVA系统,应用于产品设计、制程管理,与制程开发等生产制造领域。

旺宏电子导入sNOVA后,可以协助新进工程师快速进入状况、快速学习,也可以捉出公司用电异常状况,更能够在产在线进行快速除错,以利于生产质量改善、良率提升。在sNOVA后,旺宏电子在产品设计上,原创产品只需改版2次,延申性产品则仅需改版1次,效率明显提升。

面临智能制造 Azbil针对先进制程推出多样解决方案

除面临工业4.0挑战外,在AI与5G所带来庞大商机,更加速IC制造业往5纳米、3纳米,及3D IC等先进制程与先进封装技术发展,相关制造业跨入智能制造领域已为必然策略方向。然而,工欲善其事,必先利其器,Azbil亦针对先进制程制造上,推出数项解决方案。

在晶圆代工与存储器制造产线中,无论是半导体气体分析、晶舟抗氮气充气控制、真空镀膜、晶圆清洗、涂布药液均一性控制等制程,对于控制精度都有相当高要求,Azbil F4H气体流量控制器除具反应速度快、更稳定等产品技术优势外,也能解决干扰问题,亦可同时检测多种气体,有利于IC制造产线良率提升,更重要者在于,气体分析设备多为手提式设备,F4H更是具备世界数一数二小体积的优势。

此外,为满足工业4.0大数据资料收集需求,Azbil的SVG走以太网络,每个接口最多可与128台设备连结,有利制造业建立完整系统架构,与快速收集资料。此外,亦能支持三菱、西门子、OMRON、YOKOGAWA、MODBUS、FANUC、KEYENCE等大厂PLC程序。由于支持USB接口,参数修正也可以在远程写入寄出后,透过U盘传送进行远程修改。

不管是应用在氮氧化矽薄膜成膜制程、毫秒退火,或乾式快速氧化等制程,需要控制工件在特定点承受在特定温度及其暴露时间,对于升温速度及稳定性的要求皆非常高。Azbil所推出C7G图型化以太网络温度控制器,具备快速时时读取资料、将资料透过以太网络上传并集成、设置4个回路满足客制化服务、提供32组升温曲线及16组升温配方,将能满足未来更加快速、更稳定制程要求。

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