台積電的智慧製造

熊毅晰，地表最接近工業 4.0！台積電兩大獨門武器首度公開，天下雜誌，665 期，2019-01-15 

(台積電晶圓廠營運資深副總經理) 王建光解釋，半導體製程是一門高度複雜的工藝，有上千個製程步驟，每道製程都必須精準控制，每個工廠都有數千台機台，每個機台一天可收集數百萬到數千萬筆數據。 

他說，這些資料是晶圓製造過程中的所有細節，一定得充分收集、掌握，才有機會優化製程參數，成為提升良率的基礎。 

清華大學工業工程與工程管理學系講座教授簡禎富也指出，台積電的每一片晶圓都有百萬個感測點的數據、每座晶圓廠都有成千上萬台機台設備，但對應的製程工程師，卻可能只有不到一千位，要分析如此海量的資料，已遠超人力所及。...

獨門一：降低生產週期 

交期所向無敵，代工廠最強

它到底有多厲害？前董事長張忠謀口中在這行業很重要的數字──生產週期（cycle time），就能因此降低。 

要理解「生產週期」，得先對晶片製程有大致的概念。簡單來說，台積電的工作，就是把客戶（IC設計公司）委託的電路圖做進一顆指甲一樣大小的晶片裡，因此，除了電路線寬已做到細如頭髮直徑的萬分之一，還得像建造高樓般，一層一層反覆進行曝光、顯影、植入離子、蝕刻等製程，才有辦法將超過十億個電晶體的電路圖「塞」在一顆晶片內。而生產週期，就是建造每一層（layer）的時間。 

隨著消費性電子迭代益趨緊湊，一家IC設計公司的高階主管直言，相較良率、價格，「交期，是我們現在最看重的，而台積電確實是所有代工廠最強的。」 

台積電的交期所向披靡，關鍵之一就是生產週期競爭力。王建光透露，從台積電推動智慧製造並應用大數據和機器學習後，生產週期精進，至今最少進步50%。... 

當時，魏哲家透露，在約15年前的180奈米時代，一顆晶片內部約25層，生產一層約花兩天。而現在，以十奈米手機晶片為例，內部已達80層，如果一層生產週期還是兩天，代表一個產品要將近半年才做得出來，「沒有人肯等你的，」魏哲家說。... 

獨門二：工廠一致性
 不但可精確製造，還能優化 

簡禎富在新書《工業3.5》提到，透過機台參數與感測器的數據分析，除了可以即時推測每一個加工產品的好壞，設備也具有自我檢測、製程參數智慧調校、自動復原與改善控制等能力，並藉著不斷診斷、不斷反饋、不斷學習進化的「動態優化滾動」，變得愈來愈智慧。 

一顆新晶片要量產，通常會先經研發試產，待製程參數等諸多生產因子調到最佳化後，才外放到各晶圓廠大量生產。王建光透露，目前在全球擁有13座晶圓廠的台積電，也多半由母廠負責試產穩定後，再到各廠投片量產。