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迎戰工業4.0 先進製程設備需朝智慧製造發展

阿自倍爾(Azbil)董事長兼總經理中西隆。

雖然中美貿易大戰加上新冠病毒疫情,讓世界發生重大變化,然而,電子化狂潮,亦讓包括柯達(Kodak)、玩具反斗城(Toys Rus)等許多知名大型企業無法因應而遭到淘汱。製造業也正在面臨包括工業4.0、智慧製造,及IC製造微縮製程往10nm、7nm、5nm,甚至3nm先進製程推進等多重挑戰,阿自倍爾(Azbil)董事長兼總經理中西隆認為,面臨如此巨大變化,B to B製造業者必須調整思維,嘗試各種新的挑戰。

工業4.0挑戰來勢洶洶

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清華大學講座教授簡禎富。

DIGITIMES研究中心副總監黃銘章。

旺宏電子處長林民正。

自1760年代蒸氣機出現導致第一次工業革命發生以來,全球進入機械時代,1950年代至今,更因電晶體、IC出現,導致第三次工業革命發生,世界更進入數位時代。

近年由德國與歐盟提出工業4.0概念,製造業由工業3.0重視大量生產、專業分工、規模經濟,轉變為工業4.0的彈性生產以滿足更大量個人化、客製化市場需求,產業供應鏈也將轉變為短鏈、碎鏈。

因此,製造業決策模式將強調彈性決策,管理能力要更強,以追求更高獲利能力,目標就是要透過生產模式改變,從包括中國、台灣、東南亞等新興市場國家取回10%市佔率。

面對即將到來工業4.0,台灣廠商應捫心自問能否與德國與日本等先進國家競爭?清華大學講座教授簡禎富提出工業3.5概念來因應,也就是台灣廠商要推動智慧製造,將科學管理與大數據導入生產決策。

其中,台積電就是工業3.5最佳案例,透過大數據分析,導入人工智慧,明顯提升良率與生產效率。完整智慧製造是要結合分析、優化、決策三者合一,因此,透過數據收集與建立數位決策平台,以提升每個員工能力。

工業3.5利基就在於藍湖策略(Blue Lakes Strategy),台灣有很多中小企業,其中有許多是隱形冠軍的優質企業,但不能因為轉型而消失,所以可以鎖定具利基中小型市場,結合乎AI大數據分析的數位決策,不僅可以避開與國際大廠的競爭,台灣更要用工業3.5戰略領導新興國家。

不止台積電,NOR Flash大廠旺宏電子早已將大數據概念導入生產製造之中。旺宏電子林民正處長表示,旺宏於1989年成立之初,每個員工就都配有一台電腦,並將所有製造相關資料與數據加以輸入,當時公司MIC部門高達50人,另外還僱用一批統計系與數學系同仁進行資料分析,累積了10多年資料庫,結合領域知識(domain knowledge) 、統計模型、電腦資訊技術,旺宏電子也於2020年發展出sNOVA系統,應用於產品設計、製程管理,與製程開發等生產製造領域。

旺宏電子導入sNOVA後,可以協助新進工程師快速進入狀況、快速學習,也可以捉出公司用電異常狀況,更能夠在產線上進行快速除錯,以利於生產品質改善、良率提升。在sNOVA後,旺宏電子在產品設計上,原創產品只需改版2次,延申性產品則僅需改版1次,效率明顯提升。

面臨智慧製造 Azbil針對先進製程推出多樣解決方案

除面臨工業4.0挑戰外,在AI與5G所帶來龐大商機,更加速IC製造業往5奈米、3奈米,及3D IC等先進製程與先進封裝技術發展,相關製造業跨入智慧製造領域已為必然策略方向。然而,工欲善其事,必先利其器,Azbil亦針對先進製程製造上,推出數項解決方案。

在晶圓代工與記憶體製造產線中,無論是半導體氣體分析、晶舟抗氮氣充氣控制、真空鍍膜、晶圓清洗、塗佈藥液均一性控制等製程,對於控制精度都有相當高要求,Azbil F4H氣體流量控制器除具反應速度快、更穩定等產品技術優勢外,也能解決干擾問題,亦可同時檢測多種氣體,有利於IC製造產線良率提升,更重要者在於,氣體分析設備多為手提式設備,F4H更是具備世界數一數二小體積的優勢。

此外,為滿足工業4.0大數據資料收集需求,Azbil的SVG走乙太網路,每個接口最多可與128台設備連結,有利製造業建立完整系統架構,與快速收集資料。此外,亦能支援三菱、西門子、OMRON、YOKOGAWA、MODBUS、FANUC、KEYENCE等大廠PLC程式。由於支援USB接口,參數修正也可以在遠端寫入寄出後,透過隨身碟傳送進行遠端修改。

不管是應用在氮氧化矽薄膜成膜製程、毫秒退火,或乾式快速氧化等製程,需要控制工件在特定點承受在特定溫度及其暴露時間,對於升溫速度及穩定性的要求皆非常高。Azbil所推出C7G圖型化乙太網路溫度控制器,具備快速時時讀取資料、將資料透過乙太網路上傳並整合、設置4個迴路滿足客制化服務、提供32組升溫曲線及16組升溫配方,將能滿足未來更加快速、更穩定製程要求。

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