“半導體芯片制造是迄今為止人類創(chuàng)造最復雜的工藝過程,”中微半導體設備(上海)有限公司董事長兼首席執(zhí)行官尹志堯介紹,以14納米晶圓工藝為例,幾乎是頭發(fā)絲的五千分之一,全部流程需要1100個步驟。而即便在如此精密的半導體產業(yè),也需要智能制造,提升生產效率。
西門子CamstarMES解決方案咨詢總監(jiān)路楊向記者介紹,目前電子信息制造領域的自動化、智能化水平,僅次于汽車工業(yè)。具體在半導體產業(yè)中,晶圓制造和封裝測試中,自動化、智能化水平最高。
“一方面,大部分晶圓廠實力雄厚,資金充裕,一般在上下物料、碼垛等環(huán)節(jié)已經實現了機器人普及,節(jié)省人力成本。”路楊表示,另一方面,在摩爾定律推動下,半導體制造行業(yè)也亟需通過縮短創(chuàng)新研發(fā)周期,加速上市,并提供大批量定制化、個性化方案,快速響應市場需求。
作為德國工業(yè)4.0主要推手,西門子提出實踐工業(yè)智能化,需要實現企業(yè)之間的橫向集成和以生產管理和自動化為代表的縱向整合,打造數字化工廠,以及貫穿整個價值點的工程數字化集成,打造生態(tài)鏈。具體在半導體行業(yè)中,將從企業(yè)層、工廠管理層、控制層和設備層構建智能制造體系。
以國內最大的晶圓代工廠中芯國際為例,公司技術研發(fā)執(zhí)行副總裁李序武介紹,為了加速技術研發(fā),中芯國際也在著手縮短研發(fā)周期,加強產業(yè)鏈上下游合作。目前,公司通過在產品驗證和量產階段導入設計伙伴以及客戶,整體縮短研發(fā)周期1至1.5年。中芯國際也在從IP廠商、本土供應商、設計、制造廠和封裝、研發(fā)等方面,構建生態(tài)系統(tǒng)。
不過,半導體也是資金、技術密集型產業(yè),開展智能制造,也意味著需要數據共享,為智能制造提供解決方案,這將會涉及到與知識產權保護的矛盾。而半導體廠商平均年數億級別的研發(fā)開發(fā),核心制造數據分享可能更為不易。對此矛盾,路楊并不否認,他表示一般公司上下游之間疏通后,執(zhí)行智能制造方案就比較容易,但是在企業(yè)之間就比較難。
從投資回報來看,智能制造整體方案造價不菲,常常數以千萬,投資回報周期需要4~5年,效率最高可提升超過10%。工業(yè)智能化方案公司鼎捷軟件副總經理張俊杰表示,頂尖智能方案能夠最高實現0庫存,產能提升8倍。而鼎捷軟件提供的智能制造方案,可使其電子行業(yè)客戶庫存周轉效率最高提升至20%左右。
另一方面,芯片技術提升也會提升智能化水平。作為快速動態(tài)可重構的芯片,國內首款自適應芯片于8月推出。據悉,該芯片可直接將軟件算法轉化成電路結構,實現傳統(tǒng)軟件直接變成硬件,可應用在機器人、監(jiān)控、消費電子等領域。芯片研發(fā)團隊負責人青島若貝電子有限公司總裁吳國盛介紹,傳統(tǒng)芯片生產后,自身無法再進行更改,而自適應芯片相當于變色蜥蜴,可根據預先設定的程序編碼,進行自我調整。而公司的自適應芯片有望應用于中芯國際最新的晶圓制造環(huán)節(jié)。