LG Innotek打造"基于FC-BGA最尖端'Dream Factory'

韓國首爾2025年5月12日 /美通社/ -- LG Innotek于本月12日（海外報道日期）首次向媒體公開(kāi)了公司增長(cháng)新動(dòng)力FC-BGA（Flip Chip ball grid Array）生產(chǎn)中心——龜尾"夢(mèng)想工廠(chǎng)（Dream Factory）"。

LG Innotek曾在2022年宣布進(jìn)軍高附加值半導體基板FC-BGA業(yè)務(wù)，為此從LG電子收購了龜尾第四工廠(chǎng)并打造"Dream Factory"，從去年2月開(kāi)始正式投入批量生產(chǎn)。

"Dream Factory"（共26000㎡）被評價(jià)為集AI、深度學(xué)習、機器人及數字孿生等最新IT技術(shù)于一體的業(yè)界最高水平的"智能工廠(chǎng)"，將整個(gè)工程自動(dòng)化、信息化和智能化，構建了去除降低生產(chǎn)競爭力的代表性四大因素、實(shí)現一級品質(zhì)的FC-BGA生產(chǎn)基礎設施，四大因素包括Man（作業(yè)者）、F-cost（失敗成本）、BM Loss（事后維修損失）及Accident（安全事故）。

• "從源頭上切斷因人的接觸而導致的不良因素"……用機器人實(shí)現所有工藝流程、物流流程自動(dòng)化

就FC-BGA等需要高難度超微工程的半導體基板產(chǎn)品而言，即使是微小的異物（眉毛、口水等），也會(huì )導致品質(zhì)不良，因此，在生產(chǎn)過(guò)程中盡量減少人與產(chǎn)品的接觸是關(guān)鍵。

為此，LG Innotek在"Dream Factory"引進(jìn)了物流全自動(dòng)化系統。事實(shí)上，在"Dream Factory"里很少會(huì )遇到人，因為除了設備維護及修理等必需人力之外，包含十余個(gè)階段的FC-BGA工藝流程及物流流程都在走向無(wú)人化系統。

與之相反，在"Dream Factory"里可以看到數十臺自動(dòng)機器人（AMR，Autonomous Mobile Robot）通過(guò)無(wú)人駕駛往返于生產(chǎn)線(xiàn)各處運送材料。如果按照RTS（Real Time Schedule）內輸入的顧客交貨期自動(dòng)下達生產(chǎn)訂單，AMR就會(huì )將原材料運送到工藝設備上。工藝設備自動(dòng)感應原材料上的條形碼，通過(guò)RMS（Recipe Management System）自動(dòng)在設備上設置符合產(chǎn)品規格的工藝配方，產(chǎn)品加工就會(huì )正式開(kāi)始。將工藝流程結束的產(chǎn)品重新裝載到跟蹤器（Stocker）上也是AMR的任務(wù)。

此外，去除面板保護膜（Film Detach）的工藝也將由機器人代替人類(lèi)，由此可以預防諸如微刮擦或粉塵之類(lèi)的異物成為不良因素。在整個(gè)工藝流程中構建協(xié)作機器人這樣的非接觸式（Non-Touch）生產(chǎn)設備，大幅減少因作業(yè)者導致的操作性不良。

• 基于A(yíng)I的FC-BGA質(zhì)檢無(wú)人化……通過(guò)保障品質(zhì)"透明性"提升客戶(hù)信賴(lài)度

在"Dream Factory"里，關(guān)于FC-BGA的生產(chǎn)，每天持續生成20萬(wàn)個(gè)以上的文件、100GB的數據。LG Innotek通過(guò)設置在所有設備上的傳感器積累整個(gè)生產(chǎn)流程的數據，并將持續學(xué)習該大數據的AI應用于不良品預測及檢驗系統，大幅縮短了因發(fā)生不良而導致的Lead time 延期問(wèn)題 。

除此之外，LG Innotek還在進(jìn)行良品判定的最重要階段——AOI（Automated Optical Inspection）流程中，使用了AI深度學(xué)習視覺(jué)檢驗系統。如果機器人持續將完成生產(chǎn)的FC-BGA基板產(chǎn)品運送至視覺(jué)篩選檢驗臺，學(xué)習了數萬(wàn)個(gè)FC-BGA不良品與良品數據的AI在30秒內就能感知到用肉眼難以捕捉到的細微的不良情況。

LG Innotek正在進(jìn)一步升級運營(yíng)AOI流程。在Line tour中首先可以確認電路不良的AOI設備，設置了比這規模更大的機器人和檢驗裝置。在被稱(chēng)為L(cháng)QC（Line Quality Control）的這個(gè)地方，可以自動(dòng)檢驗客戶(hù)要求的各種產(chǎn)品規格（厚度、大小等）是否得到準確體現，而且檢驗數據會(huì )即時(shí)傳送到客戶(hù)手中，從而保障產(chǎn)品品質(zhì)的透明性，這將直接起到提升客戶(hù)信賴(lài)度的效果。已經(jīng)升級至業(yè)界最高水平的LG Innotek AOI設備，是讓來(lái)訪(fǎng)工廠(chǎng)的全球客戶(hù)們印象最深刻的部分之一。

由于A(yíng)I只會(huì )識別發(fā)生不良的產(chǎn)品，而且通過(guò)對所有產(chǎn)品進(jìn)行工序跟蹤的條形碼，無(wú)需人的介入就可以自動(dòng)篩選出被判定為不良的產(chǎn)品，所以F-cost（失敗成本）最多可以減少50%以上。

此外，在可以事先預防產(chǎn)品不良、設備故障等的數字模擬系統中也采用了AI。此前，人們?yōu)榱擞H自確認產(chǎn)品是否異常并掌握發(fā)生不良時(shí)哪些設備有問(wèn)題，以及如何修理等，需要花費很多時(shí)間，現在則可大幅改善這些問(wèn)題。

LG Innotek計劃截止到2026年，引進(jìn)實(shí)時(shí)感知及分析生產(chǎn)流程中發(fā)生的品質(zhì)異常并自動(dòng)修正的工藝流程智能化系統（i-QMS,intelligent-Quality Management System）。由此實(shí)現FC-BGA整個(gè)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化，尤其是開(kāi)發(fā)適用數字孿生技術(shù)的平臺，實(shí)時(shí)與客戶(hù)共享從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到生產(chǎn)的所有流程，強化客戶(hù)應對能力。

• 通過(guò)數字孿生實(shí)現最佳FC-BGA工藝設備……"Ramp-up時(shí)間縮短一半"

即使是非常細微部分的"變數"，也可能會(huì )導致FC-BGA的性能不良。因此，不僅要有適合生產(chǎn)良品的最佳設備，還要具備設定為完美值的工藝配方及生產(chǎn)環(huán)境等，才能提升收益率。

"Dream Factory"里構建的FC-BGA工藝設備通過(guò)數字孿生（Digital Twin）被設置為最佳條件。此前，為了找到最佳FC-BGA工藝條件，需要投入大量時(shí)間和費用、經(jīng)過(guò)數百次測試，但現在LG Innotek在設置設備之前，先在虛擬空間利用3D模型進(jìn)行"工廠(chǎng)模擬"，可以事先掌握最初設置的FC-BGA工藝設備的問(wèn)題所在。由于可對設備內液體、熱及空氣流動(dòng)等很難實(shí)測的具體條件進(jìn)行優(yōu)化后設置設備，使得Ramp-up（通過(guò)提升量產(chǎn)初期收益率來(lái)擴大生產(chǎn)能力）時(shí)間比原來(lái)縮短了近一半。

不僅如此，數字孿生技術(shù)還被應用于能夠實(shí)時(shí)監控生產(chǎn)現狀的Line Monitoring System（LMS）。在設置LMS的綜合管制室大屏幕上，通過(guò)實(shí)時(shí)監控系統，能夠一目了然地監控目前正在運行的生產(chǎn)線(xiàn)和產(chǎn)品移動(dòng)、庫存情況、設備有無(wú)異常、產(chǎn)品生產(chǎn)業(yè)績(jì)及品質(zhì)現狀等，如果出現異常，可以立即采取應對措施。

• 玻璃芯技術(shù)內化，階段性進(jìn)軍高端FC-BGA市場(chǎng)……"將在2030年打造成萬(wàn)億級業(yè)務(wù)"

LG Innotek通過(guò)持續50年的基板材料零部件業(yè)務(wù)，積累了超微電路、高集成?高多層基板整合（準確、均勻地堆疊多個(gè)基板層）技術(shù)等高附加值半導體基板核心技術(shù)。

基于上述經(jīng)驗，LG Innotek繼去年年末正式批量生產(chǎn)面向北美Big Tech客戶(hù)的PC用FC-BGA后，最近又成功獲取了全球Big Tech客戶(hù)。今年的目標是進(jìn)入PC CPU用FC-BGA市場(chǎng)，最快將于2026年進(jìn)入服務(wù)器用FC-BGA市場(chǎng)，階段性進(jìn)軍High-end級FC-BGA市場(chǎng)。為此，LG Innotek已完成防止粉塵發(fā)生的"Edge Coating"等服務(wù)器用FC-BGA產(chǎn)品工藝流程必需設備的引進(jìn)。

在此目標下，LG Innotek與全球Big Tech客戶(hù)合作，加快新一代基板技術(shù)的先行開(kāi)發(fā)。計劃到2027年為止，實(shí)現將微電路圖形直接刻制在基板上的"重布線(xiàn)層（RDL，Re-Distribution Layer）技術(shù)"、將元件內置于基板并使電力損失最小化的"元件嵌入（Embedding）技術(shù)"、防止大面積基板彎曲現象的"多層芯（MLC，Multi-Layer Core）技術(shù)"及"玻璃芯（Glass Core，玻璃基板）技術(shù)"等技術(shù)的內化。尤其是玻璃基板，LG Innotek正在加強與全球客戶(hù)公司合作，持續進(jìn)行宣傳活動(dòng)。

基板材料業(yè)務(wù)部長(cháng)（副社長(cháng)） 姜旻錫 表示："LG Innotek將基于最尖端'Dream Factory'，持續擴大提供差異化顧客價(jià)值的FC-BGA生產(chǎn)，截止到2030年，將FC-BGA業(yè)務(wù)打造成萬(wàn)億級業(yè)務(wù)。"

此外，據富士嵌合體綜合研究所預測，全球FC-BGA市場(chǎng)規模將從2022年的80億美元（約11.6912萬(wàn)億韓元）增長(cháng)到2030年的164億美元（約23.9669萬(wàn)億韓元），增長(cháng)高達一倍以上。

FC-BGA（Flip Chip Ball Grid Array）：半導體用基板，廣泛適用于包含執行各種運算功能的半導體芯片（CPU、GPU及AI芯片等）的電子設備。隨著(zhù)數據處理量增加、半導體處理速度增加及低功率半導體需求擴大，高配置半導體基板的需求呈激增趨勢。據悉，FC-BGA的面積比現有半導體基板大，層數增多也是因為這個(gè)原因，要想實(shí)現這一點(diǎn)，需要頂級水平的設備和技術(shù)，因此，FC-BGA的市場(chǎng)進(jìn)入門(mén)檻非常高。

檢驗產(chǎn)品是否按照客戶(hù)要求規格（厚度、大小等）實(shí)現的LQC（Line Quality Control）流程。檢驗結果數據會(huì )即時(shí)發(fā)送給客戶(hù)，無(wú)法作假。這種品質(zhì)透明性是全球客戶(hù)最重視的因素之一。