使用AI助力半導體廠(chǎng)商提升良率

　　18世紀60年代，蒸汽機的發(fā)明，讓人類(lèi)開(kāi)始了第一次工業(yè)革命(工業(yè)1.0);

　　19世紀下半葉，電力技術(shù)的廣泛應用帶來(lái)了第二次工業(yè)革命(工業(yè)2.0);

　　而第二次世界大戰后的第三次工業(yè)革命(工業(yè)3.0)，以原子能、電子計算機和生物工程等發(fā)明和應用為主要標志，涉及信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)等諸多領(lǐng)域，對人類(lèi)日常生活帶來(lái)的巨大變革一直影響至今。

　　直到自德國政府在2013年正式提出“工業(yè)4.0”戰略，全球范圍內又開(kāi)始了新一輪的工業(yè)轉型競賽。工業(yè)4.0被認為是可與前三次工業(yè)革命比肩的技術(shù)革新，本質(zhì)是數據流動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)，核心就是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)和人工智能(AI)技術(shù)，因為主要關(guān)注制造領(lǐng)域，所以更多被提及的是——智能制造。

　　誰(shuí)來(lái)助中國智能制造一臂之力?

　　目前，中國正處于智能制造初期，大部分企業(yè)還處于工業(yè)2.0邁向3.0階段。據德勤調查的數據，這些企業(yè)在轉型期間最關(guān)注實(shí)現工業(yè)自動(dòng)化的軟件，關(guān)注比例達55%，高于排在后面的傳感器技術(shù)(51%)和通信技術(shù)(48%)。近年中國大力發(fā)展自主芯片產(chǎn)業(yè)，各大主流半導體廠(chǎng)商也正需要智能化改造和咨詢(xún)服務(wù)。誰(shuí)可以做這些事?

　　BISTel這個(gè)名字可能大家不太熟，2000年成立至今，他們一直以智能制造為出發(fā)點(diǎn)，為半導體、平板顯示器、LED、pcb、SMT和電子制造系統提供實(shí)時(shí)、智能制造系統。日前BISTel在深圳和上海發(fā)布會(huì )上宣布將加大在中國投資力度，包括擴大辦公室、增加數據科學(xué)家和研發(fā)(R&D)中心的數量，以幫助中國在快速增長(cháng)的智能制造領(lǐng)域實(shí)現領(lǐng)先。

　　BISTel公司簡(jiǎn)介，目前在全球范圍擁有350名員工，其中310個(gè)是工程師。中國的總部在深圳，目前中國區雇員共有36人。(圖：BISTel，下同)

　　“中國的目標是在不到5年的時(shí)間內引領(lǐng)全球智能制造業(yè)，這是一個(gè)價(jià)值6000億美元的行業(yè)，” BISTel創(chuàng )始人兼首席執行官W.K.Choi說(shuō)，“為了實(shí)現這一目標，我們在中國的半導體和平板顯示器制造客戶(hù)正在轉向BISTel基于AI的智能解決方案，以實(shí)時(shí)地檢測、分析、預測和處理每天在制造中遇到的問(wèn)題，從而幫助他們充分發(fā)揮工業(yè)4.0的潛力?！?/p>

　　BISTel全球客戶(hù)分布，主要集中在半導體制造、平面顯示器和鋼鐵行業(yè)。

　　會(huì )上BISTel還宣布在中國推出首個(gè)供半導體和電子產(chǎn)品制造實(shí)時(shí)設備健康監測和預測維護(HMP)的解決方案，讓客戶(hù)了解其設備的剩余使用壽命(RUL)，并預知何時(shí)設備可能發(fā)生故障，或何時(shí)需要維修。

　　用到機器學(xué)習的動(dòng)態(tài)故障檢測

　　本次BISTel發(fā)布的幾款主打產(chǎn)品，包括其首款自適應基于AI的應用程序“動(dòng)態(tài)故障檢測(DFD?)”，以及幫助半導體制造商防范影響產(chǎn)量事件的腔室匹配(Chamber Matching，CM)應用程序“黃金腔室”( Golden Chamber)。

　　數據搜集、分析和應用在智能制造中十分關(guān)鍵

　　BISTel表示，動(dòng)態(tài)故障檢測解決方案可提供全面傳感器跟蹤數據分析，以檢測故障并顯著(zhù)提高工程、工具生產(chǎn)率和產(chǎn)量。

　　目前，大部分工廠(chǎng)還是依靠傳統的FDC系統進(jìn)行故障檢測，其缺點(diǎn)是只能通過(guò)分析來(lái)自傳感器的摘要數據進(jìn)行故障檢測，而不能發(fā)現傳感器行為微小變化對產(chǎn)量帶來(lái)的負面影響。

　　DFD對比傳統FDC的優(yōu)勢

　　BISTel稱(chēng)，他們的新型動(dòng)態(tài)故障檢測系統(DFD)具有機器學(xué)習功能，可以動(dòng)態(tài)建立跟蹤參考，通過(guò)提供完整的跟蹤分析來(lái)避免或降低這種風(fēng)險。 傳感器跟蹤數據包含大量信息，可幫助制造商識別包括斜率變化、尖峰、毛刺、偏移和漂移等問(wèn)題。

　　此外DFD不依賴(lài)于FDC使用的傳統控制限制方法，完全消除了手工建模，還使用更智能的算法來(lái)更好地區分真實(shí)警報和誤報，警報數量比FDC系統減少10倍?？煽焖贆z測并分析影響產(chǎn)量事件的同時(shí)，DFD還可與傳統FDC系統無(wú)縫集成。

　　幫助半導體廠(chǎng)商提升良率

　　BISTel推出的腔室匹配應用程序，使半導體制造商能夠創(chuàng )建一個(gè)“黃金腔室”，更好地防范對產(chǎn)量產(chǎn)生負面影響的事件。

　　對于半導體晶圓制造商而言，優(yōu)化晶圓腔(wafer chamber)性能對保障質(zhì)量和產(chǎn)量至關(guān)重要。為實(shí)現這一目標并最大限度地提高客戶(hù)產(chǎn)線(xiàn)性能，關(guān)鍵在于分析腔室性能的變化并快速識別哪些參數正隨時(shí)間變化，方可確保每個(gè)腔室達到最大目標產(chǎn)量。

　　CM在生產(chǎn)周期中的應用

　　據BISTel介紹，新型腔室匹配應用程序可使客戶(hù)快速獲得性能最佳的腔室 ，通常稱(chēng)為參考腔室(reference chamber)或黃金腔室。然后，客戶(hù)可以將參考腔室與所有其他腔室進(jìn)行比較，以實(shí)現性能最大化。

　　“CM是我們四款新型智能制造解決方案中的第二款，它將直接影響客戶(hù)的晶圓質(zhì)量和產(chǎn)量，”W.K. Choi表示， “借助這些先進(jìn)的新工具，我們可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和分析，快速識別黃金腔室，并為我們的客戶(hù)提供最大化其設備和工藝性能的機會(huì )?！?/p>

　　BISTel把目前智能制造分為三個(gè)階段：應用級智能、系統級智能和企業(yè)級智能。大部分企業(yè)目前都處于第一階段，而B(niǎo)ISTel正在幫助他們發(fā)展成第二階段。

　　階段一和階段二的主要差別可見(jiàn)下圖。階段一中，生產(chǎn)數據的檢測、分析和預測分別進(jìn)行，并為關(guān)聯(lián)，而階段二中，在機器學(xué)習的作用下，各組數據實(shí)現了互動(dòng)和自主升級。