Die Halbleiterindustrie hat in den letzten Jahren einen Boom erlebt. Statista berichtet, dass der weltweite Halbleitermarkt von 412,31 Mrd. USD im Jahr 2019 auf 440,39 USD im Jahr 2020 gewachsen ist. Inkwood-Forschung prognostiziert eine CAGR von 7,67 Prozent bis 2024. Dieses Wachstum wird durch die Nachfrage nach Internet der Dinge (IoT), 5G, künstlicher Intelligenz (KI) und anderen fortschrittlichen Lösungen in den Bereichen Datenverarbeitung, Kommunikation, Unterhaltungselektronik, Industriegeräte, Automobilherstellung, Verteidigung, und Luft- und Raumfahrt – die alle auf Chips angewiesen sind.

Überwindung der Schwachstellen in der Halbleiterfertigung

Halbleiterhersteller, die nach Möglichkeiten suchen, die Produktions- und Prozesseffizienz zu steigern, stoßen jedoch häufig auf Herausforderungen, darunter:

Miniaturisierung

Halbleiterhersteller konkurrieren darum, wer die kleinsten Chipsätze liefern kann, um die wachsende Nachfrage nach mehr Rechenleistung auf kleinem Raum in 5G-Smartphones und anderen Geräten zu befriedigen. Je kleiner die Objekte sind, desto schwieriger sind sie jedoch zu verpacken und zu testen.

Chips auf Chips

Die Industrie nutzt 2,5D- oder 3D-Fertigungsprozesse, aber wenn es vorzuziehen ist, Chips auf Chips zu integrieren, ist die Produktion schwieriger, da sowohl Höhe als auch Länge und Breite beachtet werden müssen.

Maschinenautomatisierung

Da Halbleiterhersteller immer mehr ihrer Prozesse automatisieren, müssen sie die Verfügbarkeit maximieren und die Nachfrage erfüllen. Bediener müssen auch die Möglichkeit haben, Maschinen und Programme häufig zu ändern, um verschiedene Produkte herzustellen, und Systeme müssen den Fluss von Echtzeitdaten zu und von der Edge für eine nahtlose Automatisierung ermöglichen.

Vorausschauende Wartung

Halbleiterhersteller benötigen sofortige Warnungen bei Anomalien im Gerätebetrieb, um Ausfallzeiten und Verschwendung zu vermeiden. Die Fähigkeit, die Betriebszeit zu maximieren, hängt von der 24/7-Einsicht in den Maschinenzustand ab.

Mitarbeitersicherheit

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass Mitarbeiter in Halbleiterfertigungsstätten alle Betriebsverfahren befolgen und die erforderliche persönliche Schutzausrüstung (PSA) tragen, um sicher zu arbeiten und andere Mitarbeiter in ihrer Umgebung zu schützen.

Edge Computing ermöglicht Transformation

Halbleiterhersteller überwinden Herausforderungen im Zusammenhang mit einer Vielzahl von Anwendungsfällen, indem sie Edge-Computing-Lösungen implementieren. Beispiele für Edge-Computing, das ältere Halbleiterfertigungsprozesse in automatisierte und intelligente Abläufe umwandelt, sind:

Hochpräzise Automatisierung

• Laserwürfeln: Da Chipsätze immer kleiner werden, stehen Hersteller vor Herausforderungen in Bezug auf Genauigkeit, Präzision, Laserleistungsanpassung und die Unfähigkeit, Echtzeit-Triggersteuerungs-Feedback bereitzustellen. Intelligente Maschinenlösungen sind der Schlüssel zu Lösungen für Laserwürfeln Herausforderungen, die eine visuelle Ausrichtung und Bewegungssteuerung sowie eine schnelle Positionierung, Laserleistungsanpassungen und eine Lösung für das Problem des Laser-Dicing ermöglichen, das wiederholt demselben Pfad folgt.
• Die Sortierung: Ein Schritt im Verpackungs- und Testprozess ist das Sortieren, und die Hersteller müssen die Aufgabe optimieren, gute Chips von fehlerhaften zu trennen und dann eine weitere Qualitätskontrolle durchzuführen, um sicherzustellen, dass sie die Spezifikationen erfüllen. Engpässe aufgrund unzureichender Geschwindigkeit und Genauigkeit stellen die Branche jedoch weiterhin vor Herausforderungen. Ein IC-Sortierlösung Die Nutzung einer intelligenten Maschinenlösung kann das schnelle Feedback und die Präzision liefern, die zur Verbesserung des Durchsatzes erforderlich sind. 

Maschinenzustandsüberwachung

• Überwachung trockener Pumpen: Wenn die Trockenpumpe einer Niederdruck-CVD (LPCVD) ausfällt, kann sie einen Gegendruck erzeugen, der unreine Luft und Fremdpartikel in den Prozess drückt und die gesamte Waferserie verunreinigt. Ein Intelligente Lösung zur Überwachung trockener Pumpen überwacht diese Ausrüstung kontinuierlich und liefert Echtzeitdaten, um sicherzustellen, dass der Betrieb keine unerwarteten Ausfälle und Verschwendung erleidet.
• Datenerfassung: Datenerfassung am Edge ermöglicht Halbleiterherstellern einen besseren Einblick in den Zustand von Prozessen und Anlagen und den Aufbau einer Historie von Produktionsdaten, die dazu beitragen können, den Gesamtbetrieb zu verbessern oder die Berichtsanforderungen der Kunden einfacher zu erfüllen.

KI-gestützte Arbeitssicherheit und SOP-Compliance

• Cargo Tank Hazmat Offload: Der Halbleiterprozess beinhaltet eine Vielzahl gefährlicher Chemikalien, darunter Metalle, organische Lösungsmittel, photoaktive Substanzen und giftige Gase. Herkömmliche Entladeprozesse erforderten, dass sich die Mitarbeiter in der Nähe dieser Chemikalien aufhielten, und obwohl die Verfahren im Allgemeinen sicher sind, könnte ein Unfall die Gesundheit der Mitarbeiter gefährden. Eine auf Robotik und Edge-Computing basierende Lösung kann Prozesse automatisieren, damit die Mitarbeiter einen Sicherheitsabstand einhalten und sicherstellen können, dass alle Sicherheitsprotokolle unterstützt werden.
• Betreiber-SOP-Analyse: Roboter, Cobots, KI und andere Automatisierungstechnologien können leichter mit der Produktionsgeschwindigkeit Schritt halten und konsequente Einhaltung der Standard Operating Procedure (SOP) als menschliche Bediener.

Partnerschaft hilft Ihnen, die Nachfrage zu erfüllen

Der jüngste Anstieg der Nachfrage nach Halbleiterchips wird wahrscheinlich nicht abnehmen – mehr Geräte, nicht weniger, werden weiterhin Chips benötigen, um ihre sich ständig weiterentwickelnden Fähigkeiten zu unterstützen. Daher ist die Optimierung des Betriebs entscheidend, um dieser wachsenden Nachfrage gerecht zu werden und so effizient und profitabel zu arbeiten.

ADLINK ist ein erfahrener Partner mit Edge-Computing-Lösungen, die die hochpräzise Maschinenautomatisierung, KI-gestützte Sicherheits- und SOP-Compliance-Verbesserungen sowie die Maschinenzustandsüberwachung ermöglichen, die Ihr Betrieb benötigt, um die Produktion auf ein neues Niveau zu heben und gleichzeitig die Produktqualität zu erhalten oder zu verbessern.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Seite der Halbleiterindustrie.