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工业4.0发展和半导体制造网络整合

2019-08-06 10:53栏目:投资
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为满足消费者对功能更丰富和性能更高的设备需求,半导体制造业需在资本设备方面进行大量投资,因而也导致竞争变得日趋激烈。为提高竞争力,芯片制造商正在采用工业4.0 制造技术来实现更高水平的卓越运营。在本文中,我会阐述工业 4.0 的含义,提供工业 4.0 在半导体晶圆厂环境下的应用示例,并说明应用材料公司如何驱动这一发展。

在深入细节之前,让我们先了解一下什么是工业 4.0。工业 4.0 的概念由德国政府首次提出,用以描述人工智能 (AI) 、大数据、云计算和工业物联网 (IIoT) 等新技术所带来的第四次工业革命。、第一、第二、第三次工业革命的驱动因素分别是蒸汽和水力发电,电力使用,计算机技术(图1)。

工业4.0发展和半导体制造网络整合

工业 4.0 概念的实现通常称为智能制造,我们经常称之为智能工厂。工业 4.0 的主要特点包括:

制造系统的垂直整合

o 在工厂中,具有网络连接的生产系统称为信息物理生产系统 (CPPS)。在工业 4.0 中,CPPS将被垂直整合和连接,以便使环境和价值链中的任何变化都能反映到制造过程中。

跨企业和价值链实现水平整合

o 将制造设备与合作伙伴、供应商、分包商等一起水平整合到价值链中

通过云、大数据、移动和 AI/分析等新一代技术实现并加速整合

首先,让我们看一下半导体晶圆厂的垂直整合。如下面的图 2 所示,这涉及整合所有 ISA-95 层级。

工业4.0发展和半导体制造网络整合

ISA-95 层级包括第 0 级(适用于包含所有传感器和执行器的物理设备)到第 4 级,涵盖各种企业业务系统。每个层级的垂直整合需要对接口进行标准化。在半导体行业中,很久以前设备整合便在 SECS/GEM 接口上进行过标准化。高速 SECS 消息服务 (HSMS) 的建立是为了通过更高速的以太网来支持 SECS/GEM 通信。随着传感器的使用量增多,半导体设备现在已能够传输大量工程数据。

为了支持高速诊断数据采集,工程数据接口(现在称为接口 A)已经与控制接口分开,仅用于采集设备数据。这满足行业的需求,可将所有数据放在一个通用平台上以实现一致性和便捷整合/分析。其结果是提高了批次 (R2R) 控制和故障检测以及分类 (FDC) 分析等各种分析解决方案的效率,而这些分析可作为应用材料公司的 SmartFactory 制造解决方案的一部分。