使用AI助力半導(dǎo)體廠商提升良率

　　18世紀(jì)60年代，蒸汽機(jī)的發(fā)明，讓人類開始了第一次工業(yè)革命(工業(yè)1.0);

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

　　而第二次世界大戰(zhàn)后的第三次工業(yè)革命(工業(yè)3.0)，以原子能、電子計算機(jī)和生物工程等發(fā)明和應(yīng)用為主要標(biāo)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，對人類日常生活帶來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(zhàn)略，全球范圍內(nèi)又開始了新一輪的工業(yè)轉(zhuǎn)型競賽。工業(yè)4.0被認(rèn)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(shù)據(jù)流動自動化技術(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。

　　誰來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(jù)德勤調(diào)查的數(shù)據(jù)，這些企業(yè)在轉(zhuǎn)型期間最關(guān)注實現(xiàn)工業(yè)自動化的軟件，關(guān)注比例達(dá)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(dǎo)體廠商也正需要智能化改造和咨詢服務(wù)。誰可以做這些事?

　　BISTel這個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，為半導(dǎo)體、平板顯示器、LED、pcb、SMT和電子制造系統(tǒng)提供實時、智能制造系統(tǒng)。日前BISTel在深圳和上海發(fā)布會上宣布將加大在中國投資力度，包括擴(kuò)大辦公室、增加數(shù)據(jù)科學(xué)家和研發(fā)(R&D)中心的數(shù)量，以幫助中國在快速增長的智能制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)先。

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

　　“中國的目標(biāo)是在不到5年的時間內(nèi)引領(lǐng)全球智能制造業(yè)，這是一個價值6000億美元的行業(yè)，” BISTel創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官W.K.Choi說，“為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，我們在中國的半導(dǎo)體和平板顯示器制造客戶正在轉(zhuǎn)向BISTel基于AI的智能解決方案，以實時地檢測、分析、預(yù)測和處理每天在制造中遇到的問題，從而幫助他們充分發(fā)揮工業(yè)4.0的潛力?！?/p>

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

　　會上BISTel還宣布在中國推出首個供半導(dǎo)體和電子產(chǎn)品制造實時設(shè)備健康監(jiān)測和預(yù)測維護(hù)(HMP)的解決方案，讓客戶了解其設(shè)備的剩余使用壽命(RUL)，并預(yù)知何時設(shè)備可能發(fā)生故障，或何時需要維修。

　　用到機(jī)器學(xué)習(xí)的動態(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(yīng)基于AI的應(yīng)用程序“動態(tài)故障檢測(DFD?)”，以及幫助半導(dǎo)體制造商防范影響產(chǎn)量事件的腔室匹配(Chamber Matching，CM)應(yīng)用程序“黃金腔室”( Golden Chamber)。

　　數(shù)據(jù)搜集、分析和應(yīng)用在智能制造中十分關(guān)鍵

　　BISTel表示，動態(tài)故障檢測解決方案可提供全面?zhèn)鞲衅鞲檾?shù)據(jù)分析，以檢測故障并顯著提高工程、工具生產(chǎn)率和產(chǎn)量。

　　目前，大部分工廠還是依靠傳統(tǒng)的FDC系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測，其缺點是只能通過分析來自傳感器的摘要數(shù)據(jù)進(jìn)行故障檢測，而不能發(fā)現(xiàn)傳感器行為微小變化對產(chǎn)量帶來的負(fù)面影響。

　　DFD對比傳統(tǒng)FDC的優(yōu)勢

　　BISTel稱，他們的新型動態(tài)故障檢測系統(tǒng)(DFD)具有機(jī)器學(xué)習(xí)功能，可以動態(tài)建立跟蹤參考，通過提供完整的跟蹤分析來避免或降低這種風(fēng)險。 傳感器跟蹤數(shù)據(jù)包含大量信息，可幫助制造商識別包括斜率變化、尖峰、毛刺、偏移和漂移等問題。

　　此外DFD不依賴于FDC使用的傳統(tǒng)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更好地區(qū)分真實警報和誤報，警報數(shù)量比FDC系統(tǒng)減少10倍。可快速檢測并分析影響產(chǎn)量事件的同時，DFD還可與傳統(tǒng)FDC系統(tǒng)無縫集成。

　　幫助半導(dǎo)體廠商提升良率

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

　　對于半導(dǎo)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。為實現(xiàn)這一目標(biāo)并最大限度地提高客戶產(chǎn)線性能，關(guān)鍵在于分析腔室性能的變化并快速識別哪些參數(shù)正隨時間變化，方可確保每個腔室達(dá)到最大目標(biāo)產(chǎn)量。

　　CM在生產(chǎn)周期中的應(yīng)用

　　據(jù)BISTel介紹，新型腔室匹配應(yīng)用程序可使客戶快速獲得性能最佳的腔室 ，通常稱為參考腔室(reference chamber)或黃金腔室。然后，客戶可以將參考腔室與所有其他腔室進(jìn)行比較，以實現(xiàn)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)行實時監(jiān)控和分析，快速識別黃金腔室，并為我們的客戶提供最大化其設(shè)備和工藝性能的機(jī)會。”

　　BISTel把目前智能制造分為三個階段：應(yīng)用級智能、系統(tǒng)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BISTel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下圖。階段一中，生產(chǎn)數(shù)據(jù)的檢測、分析和預(yù)測分別進(jìn)行，并為關(guān)聯(lián)，而階段二中，在機(jī)器學(xué)習(xí)的作用下，各組數(shù)據(jù)實現(xiàn)了互動和自主升級。