1.IHS: Europäische und amerikanische Hersteller zählen 2017 die fünf wichtigsten industriellen Halbleiterproduktionswerte;
Laut ISK Markit-Forschung betrug der weltweite Wert der industriellen Halbleiterproduktion im Jahr 2017 49,1 Milliarden US-Dollar, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 11,8%, darunter die Top-Fünf-Fabriken von europäischen und amerikanischen Betreibern, und Texas Instruments (TI) ist der erste Ort in der Stadt. Und ADI, Intel, Infineon und ST sind in zwei bis fünf geteilt: Die Agentur schätzt, dass der industrielle Halbleitermarkt bis 2022 weiter wachsen wird. Die jährliche Wachstumsrate (CAGR) beträgt 7,1%.
IHS Markit wies darauf hin, dass die Erholung der US-Wirtschaft und die starke Nachfrage auf dem chinesischen Markt die Hauptnachfragequelle für den Industriemaschinenmarkt im Jahr 2017 sind. Darüber hinaus hat die Temperaturerholung auf dem europäischen Markt auch das Halbleiterwachstum stark in Schwung gebracht. Die kommerziellen Umsätze zeigen ein Aufwärtswachstum, strategische Akquisitionen sind weiterhin ein wichtiger Faktor für die Gestaltung des gesamten industriellen Halbleitermarktes.
IHS Markits Definition von Industrieelektronik umfasst LED-Beleuchtung, digitale Werbetafeln, digitale Bildüberwachung, Klimatisierung, intelligente Messgeräte, Traktoren, Photovoltaik-Wechselrichter, Mensch-Maschine-Schnittstellen und Medizinische Elektronik usw. Die Halbleiter, die in diesen Vorrichtungen verwendet werden, umfassen optische Halbleiter, verteilte Leistungskomponenten, allgemeine analoge Komponenten und Mikrocontroller (MCUs) usw.
In Bezug auf das Ranking der Anbieter von industriellen Halbleitern im Jahr 2017 hat Texas Instruments die führende Position bei industriellen Halbleitern mit einem Umsatz von mehr als 5 Milliarden US $ eingenommen, nach der Übernahme von Linear Technology war Yardno nicht nur in der Branche. Das Marktgebiet expandierte sogar noch mehr und der damit verbundene Produktumsatz erreichte 2,8 Milliarden US-Dollar, und der Trend sprang auf den zweiten Platz: Intels Umsatz aus dem Internet der Dinge wuchs weiterhin zweistellig und rangierte mit einer leichten Lücke an dritter Stelle.
Infineon ist an vierter Stelle vertreten und hat die Marktführerschaft in seinen Energie- und Energiesektoren inne, einschließlich verteilter Leistungskomponenten und Power-Management-Komponenten in der Fabrikautomation, Traktion und Solar-, Elektrofahrzeugen, Stromversorgungen und verwandten Produkten. Der Umsatz steigt weiter stark an: Der fünftplatzierte STMicroelectronics, dessen industrielle Halbleiterumsätze aus vielen Anwendungen wie der Fabrik- und Gebäudeautomation stammen, verwendet viele der MCUs des Unternehmens, analoge und verteilte Komponenten.
2. Der Benchmark-Defekt wird reduziert, der Ertrag / die Zuverlässigkeit des Auto-ICs wird weiter verbessert.
Die enge Beziehung zwischen Ausbeute und Zuverlässigkeit von Halbleiter-ICs wurde gut untersucht und dokumentiert.Die Daten in Fig. 1 zeigen diese Beziehung.Ähnliche Ergebnisse sind auf der Chargen-, Wafer- und Chip-Ebene verfügbar. Kurz gesagt, die Ausbeute ist hoch und die Zuverlässigkeit ist gut.Die Korrelation zwischen Ausbeute und Zuverlässigkeit ist völlig unerwartet, da die Art des Defekts, der einen Chipversagen verursacht, derselbe ist wie der Defekttyp, der frühe Zuverlässigkeitsprobleme verursacht. Die Unterschiede zwischen Defekten, die Ausbeute und Zuverlässigkeit beeinflussen, sind hauptsächlich in ihrer Größe und ihrer Position auf dem Chipmuster.
Die enge Beziehung zwischen Ausbeute und Zuverlässigkeit von Halbleiter-ICs wurde gut untersucht und dokumentiert.Die Daten in Fig. 1 zeigen diese Beziehung.Ähnliche Ergebnisse sind auf der Chargen-, Wafer- und Chip-Ebene verfügbar. Kurz gesagt, die Ausbeute ist hoch und die Zuverlässigkeit ist gut.Die Korrelation zwischen Ausbeute und Zuverlässigkeit ist völlig unerwartet, da die Art des Defekts, der einen Chipversagen verursacht, derselbe ist wie der Defekttyp, der frühe Zuverlässigkeitsprobleme verursacht. Die Unterschiede zwischen Defekten, die Ausbeute und Zuverlässigkeit beeinflussen, sind hauptsächlich in ihrer Größe und ihrer Position auf dem Chipmuster.
Abbildung 1 Die enge Beziehung zwischen Zuverlässigkeit und Ertrag der IC-Komponente.
Die Verringerung der Anzahl von Defekten, die sich auf die Ausbeute im IC-Herstellungsprozess auswirken, wird daher die Benchmark-Ausbeute erhöhen und die Zuverlässigkeit der tatsächlich verwendeten Komponenten verbessern.Diesem Umstand Rechnung tragend, stehen die Gießereien, die den Automobilmarkt bedienen, vor zwei Schlüsselfaktoren. Das erste Problem ist ökonomischer Natur: Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, braucht es Zeit, Geld und Ressourcen, um den Ertrag zu erhöhen, und was ist die angemessene Höhe der Investition Die zweite Frage ist technisch: Um den Benchmark-Ertrag auf das notwendige Niveau zu erhöhen, was? Ist der beste Weg, um Defekte zu reduzieren?
Für OEMs, die Unterhaltungselektronik herstellen (Mobiltelefone, Tablets usw.), wird "reifer Ertrag" als ein Wendepunkt für weitere Investitionen in Zeit und Ressourcen definiert, die nicht notwendigerweise den Ertrag erhöhen Stabilisierung, die in der Regel einen hohen Wert erreicht, aber immer noch deutlich unter 100% .Die Gießereien von Verbraucherprodukten werden Ressourcen an den Prozess und die Ausrüstungzur Entwicklung des nächsten Entwurfsknotens weiterverteilen oder Kosten reduzieren, um die Rentabilität ihrer reifen Knoten zu erhöhen. Fähigkeit, keine höheren Erträge zu erzielen, weil dies wirtschaftlicher ist.
Für Automobilgießereien hat die wirtschaftliche Entscheidung, Investitionen zu erhöhen, um die Erträge zu steigern, die typische Grenznutzenentscheidung überschritten: Wenn Zuverlässigkeitsprobleme auftreten, müssen Automobil-IC-Hersteller möglicherweise eine teure und zeitraubende Fehleranalyse ertragen. Und übernehmen die wirtschaftliche Verantwortung für den Ausfall und die Produktrückgewinnung während der Garantiezeit des Produkts sowie eine mögliche gesetzliche Haftung.In Anbetracht dessen, dass die Zuverlässigkeitsanforderungen für Automobil-ICs zwei bis drei Größenordnungen höher sind als bei Verbraucher-ICs, müssen Automobilgießereien noch mehr erreichen Hohes Benchmark-Renditeniveau Dies erfordert ein Umdenken der Bedeutung von "reifem Ertrag".
Abbildung 2 zeigt den Unterschied zwischen dem reifen Ertrag von Konsumgütern und den Automobilherstellern: Jede Art von Fab erhöht die Renditekurve, so dass fast alle systemischen Auswirkungsrenditen gelöst wurden. Der Ertragsverlust wird hauptsächlich durch zufällige Defekte in der Prozessausrüstung oder der Umwelt verursacht.Zu dieser Zeit kann die Konsumgüter-Gießerei die Ausbeute und Zuverlässigkeit als "gut genug" betrachten und den geeigneten Ansatz wählen.In der Automobilindustrie jedoch Generation Die Fabrik nutzt eine kontinuierliche Verbesserungsstrategie, um die Renditekurve zu erhöhen.Mit der Verringerung der Fehlerquote, die sich auf den Ertrag auswirkt, können Automobilgießereien auch potentielle Zuverlässigkeitsfehler reduzieren und so ihre Gewinne optimieren und das Risiko reduzieren.
Die Automobil-Lieferkette (von OEMs über Tier-1-Zulieferer bis hin zu IC-Herstellern) bildet eine Denkweise, die besagt, dass "jeder Defekt wichtig ist" und eine Strategie der Null-Fehler-Verfolgung Nachdem die Gießerei die Kosten für jeden Schritt in der Lieferkette um das Zehnfache ermittelt und gelöst hat, muss die derzeitige Methode der übermäßigen Abhängigkeit von elektrischen Tests durch die kostengünstigste Strategie ersetzt werden, dh durch den potenziellen Ausfall in der Gießerei Stop. "Nur eine methodische Umsetzung des Plans zur Reduzierung von Fehlern, die Gießerei kann Null-Fehler-Ziele erreichen und kann streng von den Automobilherstellern geprüft werden.
Zusätzlich zu den robusten Online-Fehlerbehebungsfunktionen umfassen einige der Möglichkeiten, die Auto-Einkaufsmanager sehen, um Fehler zu reduzieren:
Continuous Improvement Program (CIP) zur Reduzierung von Basisdefekten
Der beste Ausrüstungsworkflow
Schlechte Ausrüstung Verbesserungsprogramm
Fortsetzen, um Basislinienfehler zu reduzieren
Die Linienfehler-Strategie stellt die Basis für jede strikte Reduzierung des Basisfehlerplans dar. Um Fehler in der Ausbeute und Zuverlässigkeit, die ihre Konstruktionsregeln und Komponententypen beeinflussen, erfolgreich zu erfassen, muss die Strategie der Gießereilinien-Defekte geeignete Prozesssteuerungsausrüstung enthalten Stichprobenplan für die Inspektion Das verwendete Fehlererkennungssystem muss die erforderliche Fehlerempfindlichkeit aufweisen, gut gewartet und der Spezifikation entsprechen sowie sorgfältig eingestellte Prüfverfahren verwenden Die Stichprobenentnahme muss ausreichend sein, damit die Prozessschritte den Prozess oder die Ausrüstung schnell erkennen können. Darüber hinaus sollte eine ausreichende Detektionskapazität vorhanden sein, um eine beschleunigte Erkennung von Anomalieerscheinungen, die Differenzierung von Ursachen und die Kontrolle von WIP-Verfolgungsstrategien zu unterstützen.Mit diesen Elementen sollten Automobilgießereien in der Lage sein, ein erfolgreiches Basisdefekt-Reduzierungsprogramm zu erreichen. Der Plan kann im Laufe der Zeit eine Verbesserung der Ertragstrends aufzeigen, weitere Verbesserungsziele liefern und die besten Praktiken der Branche in Einklang bringen.
Eine der größten Herausforderungen in einem Basisplan zur Fehlerreduzierung ist die Antwort: Woher kommt der Fehler? Die Antwort ist oft nicht so einfach: Manchmal werden Defekte nach mehreren Prozessschritten erkannt, manchmal erst nachdem der Wafer den anderen durchlaufen hat Nach dem Prozess und der "Dekoration" des Defekts wird deutlich, dass der Defekt im Detektionssystem deutlicher zu erkennen ist. Die Geräteüberwachungsstrategie hilft, das Problem der Entstehung des Defekts zu lösen.
Bei TMTQ-Anwendungen (Equipment Monitoring / Device Certification) wird ein Wafer aus Wafern zuerst getestet, um in einer bestimmten Prozessausrüstung (oder Reaktionskammer) zu laufen, und dann erneut getestet (3). Alle neuen Defekte müssen auf die spezifizierten Prozessgeräte zurückzuführen sein.Die Ergebnisse sind klar, an der Ursache des Defekts besteht kein Zweifel.Die Auto-Gießerei, die Null-Fehler-Standards verfolgt, erkennt die Vorteile derMessgeräte-Überwachungsstrategie an: durch empfindliche Testverfahren , Angemessene Kontrollgrenzen und außer Kontrolle geratener Aktionsplan (OCAP) können zufällige Ertragsverluste von jedem Prozessgerät aufdecken und lösen.
Fig. 3 Nachdem die "Vorprüfung" die Bezugsdaten des Wafers erfasst hat, kann der Wafer dazu verwendet werden, einige oder alle Prozessausrüstungsschritte zu durchlaufen. Der "Nach-Test" zeigt die Defekte, die der Prozessausrüstung hinzugefügt werden.
Außerdem werden, wie in 4 gezeigt, die neu hinzugefügten Defekte der Prozessausrüstung über die Zeit aufgetragen, was eine Aufzeichnung einer nachhaltigen Verbesserung liefert, die auditiert und verwendet werden kann, um zukünftige Defektreduzierungsziele festzulegen Klassifizierung von Fehlern, die auf jedem Gerät auftreten, und Generieren einer Datenbank, die als Referenz für die Fehleranalyse von Feldfehlern verwendet werden kann Diese Methode erfordert eine sehr häufige Gerätezertifizierung (mindestens einmal am Tag), normalerweise mit dem unten beschriebenen besten Geräteworkflow Schlechter Ausrüstungsverbesserungsplan wird zusammen benutzt.
4 Im Laufe der Zeit eines kontinuierliche Verbesserung der Sauberkeit der Vorrichtung. Die Wurzel des Problems ist klar, objektiv viertel- oder Ziele monatliche Defektreduzierung eingestellt wird. Darüber hinaus ist der Defekt zwei Prozessanlagen zu vergleichen, welche Maschine angezeigt werden kann Cleaner: Dies hilft bei der Wartung von Geräten und sperrt die Ursache für Diskrepanzen zwischen Geräten.
AWF / schlechte Ausrüstungsverbesserungspläne haben ihre eigenen Vorteile
Der beste Anlagen-Workflow stellt eine weitere Strategie dar, die von Gießereien verwendet wird, um die von der Automobilindustrie geforderten Null-Fehler-Standards zu erfüllen: Mit dem besten Equipment-Workflow oder Automotive Workflow (AWF) sind Wafer für Automotive-ICs nur in der Fabrik. Die beste Prozessausrüstung einsetzen Das erfordert, dass die Fab die beste Maschine für jeden kundenspezifischen Prozess kennt.Um zuverlässig zu bestimmen, welche Maschine die beste ist, verwendet die Gießerei die Online- und Geräteüberwachungsdaten, um sie zu erkennen, und dann nur diese In automobilen Arbeitsabläufen werden Maschinen eingesetzt: Die Begrenzung von Automobilwafern auf ein einzelnes Gerät in jedem Prozessschritt kann zu längeren Zykluszeiten führen, kann jedoch im Vergleich zu Prozessabläufen mit höheren Fehlerraten zu Zuverlässigkeitsproblemen führen Dieser Ansatz wird immer noch für Automobilwafer bevorzugt.In Verbindung mit einem methodischen kontinuierlichen Verbesserungsprogramm können die meistenGießereien in der Regel mehrere AWF-konforme Ausrüstung in jedem Schritt erreichen, indem sie ein vierteljährliches Ziel zur Verringerung der Defekte festlegen.
Da diese Methode schwer zu skalieren ist, eignet sich der beste Ausrüstungsworkflow am besten für kleine, WIP-basierte OEMs.Für Gießereien, die Automobilprodukte in großen Mengen herstellen, sollten straffere kontinuierliche Verbesserungsprogramme Priorität haben, wie unten gezeigt. Die Methode zur Verbesserung schlechter Ausrüstung.
Stattdessen schlechten Plan Ausrüstung Verbesserung Workflow mit der besten Ausrüstung, weil sie die Initiative ergreifen, um die schlimmsten von Anlagen und Komponenten in einem bestimmten Prozessschritt. Den größten Erfolg bei der Reduzierung der Benchmark Mangel Gießereien, die häufig durch die Nutzung fehlerhafter Ausrüstung Improvement Program zu lösen erster offline sie Vorrichtung in den schlechtesten jeden Verfahrensschritt und die Vorrichtung eingestellt wird, bis er den Mittelwert des Restes der Vorrichtung in der gleichen Gruppe überschreitet. wiederholen sie diesen Vorgang immer wieder, bis alle Geräte in Übereinstimmung mit der Gruppe Mindeststandards. ein effektiver Plan fordert schlechte Ausrüstung Fabrikausrüstung Überwachungsstrategien zu verbessern hat eine wohlgeordnete, das Gerät für jeden Prozess bei jedem Schritt zu authentifizieren, zumindest zu vervollständigen der Zertifizierungsprozess auf jedes Gerät einen Tag vervollständigen muss eine angemessene Erfassung von Daten, lassen ANOVA oder Kruskal-Wallis-Analyse die besten und schlechtesten in jedem Gerät zu bestimmen. eine schlechte Ausrüstung Plan zur Verbesserung der Prozessausfallzeiten arrangieren, und ist bekannt im ganzen fab Auto steigen Einer der schnellsten Wege zur Standardisierung Durch die Verbesserung von Ertrag und Zuverlässigkeit wird die Strategie endlich erwähnt Effektive Produktivität und Rentabilität der Automobil Gießereien.
(Der Autor dieses Artikels ist KLA Senior Director und Chief Scientist) Neue Elektronik
3. Die ADAS-Technologie ist ausgereift, der Markt für Kfz-Sensoren ist heiß.
In den letzten Jahren haben die Länder ASAS in Sicherheitsvorschriften gedrängt, und entsprechende Technologien sind ausgereift, weshalb die Nachfrage nach 3D-Sensoren für alle Arten von Smart Cars wächst.
Smart ist Kommunikations-Unternehmen mit konventionellem Depot Zukunftspotenzial AIoT Wettbewerbsmarkt, Fahrerassistenzsysteme (ADAS) Technologie ausgereift ist im Wettbewerb gehört, die nächste Phase der internationalen Unternehmen werden die Firmen sein können Straßenzustand L3 Ebene Autopiloten überwachen (Tabelle 1), und „kontextbewusste“ -Funktionen sind Grundbedürfnisse, Fahrzeuge 3D-Erfassungsvorrichtung ist ein integraler Bestandteil des intelligenten Auto Abstandes vom 3D-Sensor nach verschiedenen Zwecken, vor allem beinhaltet:
Ultraschall-Radar (Ultraschall):
Kurze Erkennungsentfernung (<6M), 用于侧撞警示及停车辅助系统.
Auto-Kamera:
Mittlere Erkennungsentfernung (<100M), 主要用来辨识路标与障碍物, 但易受浓雾, 强光, 大雨等天气影响.
Optisches Radar (LiDAR):
Als Guangda bezeichnet, kann lange Erkennungsentfernung (150M), hohe Präzision, schnell ein 3D-Geodatenmodell der Umgebung erstellen.
Millimeterwellenradar (mmWave Radar):
Der Erkennungsabstand ist lang (100 ~ 250M), was Hindernisse erkennen kann und weniger von der Umgebung beeinflusst wird (Nacht oder schlechtes Wetter), aber die Genauigkeit ist begrenzt.
ADAS-Vorschriften fahren das Auto nach dem Erfassen
In der letzten Jahren begangen Länder Einbeziehung ADAS Sicherheitsvorschriften, geschätzte kurzfristige Nachfrage wird eine Vielzahl von 3D zur Förderung der Antriebserfassungsvorrichtung (Tabelle 2). Zum Beispiel im Jahr 2018, die Vereinigten Staaten neue Fahrzeuge zu zwingen, RVC und LDW, Festland China ADAS Sicherheitsbestimmungen einbaut. 2020 In diesem Jahr werden die Vereinigten Staaten, die Europäische Union, Japans neues Auto gezwungen sein, AEB zu installieren, während das Festland China FCW, AEB, LDW, PDS in den Sicherheits-Score aufnehmen wird.
Um jedoch die Zuverlässigkeit der Fahrzeugumgebungssensorik zu verbessern, integrieren Hersteller üblicherweise mehr als zwei Arten von Sensoren, um genauere Daten zu erhalten, die Umgebung um das Auto herum zu verbessern, die Fähigkeit von Fußgängern zu verbessern, die Wahrscheinlichkeit von Unfällen zu verringern und autonomes Fahren zu erreichen Die erweiterte Zusatzfahrfunktion des Smart Cars.
Autokamera Entwicklung ist reif
Im Allgemeinen ist die Kurzstrecken-Ultraschall-Radartechnologie ziemlich ausgereift, fast der Standard für existierende Neuwagen, und Autokameras müssen eine bessere Haltbarkeit, eine hohe Lichtempfindlichkeit, eine hohe Dynamik und Das neue Auto muss mit mindestens 5 Kameras ausgestattet sein (eine für die Frontansicht der Schärfentiefe, zwei für die linke und die rechte Seite und zwei für die vordere und hintere Myopie), so dass die potenziellen Geschäftsmöglichkeiten nicht zu unterschätzen sind.
Eine breite Palette von Millimeterwellen-Radar-Erkennung 77 GHz ist der Entwicklungsschwerpunkt
Millimeterwellen-Radar ein breites Spektrum, aus dem Prozess (24 GHz) bis langreichweitige (77 GHz) und die letzten Fokus auf der Entwicklung der aktuellen Hersteller in 77 GHz, wie Infineon (Infineon), NXP (NXP) und STMicroelectronics (ST) zu erfassen. wobei der Millimeterwellen-Chip (MMIC) wichtige Komponenten, die Haupt Übertragung und der Empfang von Mikrowellensignalen, wobei das Verfahren aus Silizium-Germanium (SiGe) basiert sind, Kosten für Galliumarsenid (GaAs) im Vergleich niedrig ist. Als nächstes wird Auto mit einem Fernbereichsradar ausgestattet werden die Winkelposition des Fahrzeugs und vier mittel~~POS=TRUNC, prognostizierte Nachfrage auch stark. und CMOS-Prozess hat eine geringere Produktionskosten, die nur noch relevante Technologie noch nicht ausgereift ist, ist die nächste Phase der Entwicklung in Richtung der MMIC.
LiDAR entwickelt sich in der Massenproduktion L3 selbstfahrende wird voraussichtlich Touchdown beschleunigen
LIDAR (LiDAR) auf dem Prinzip des Laserlicht basiert TOF Entfernungsmessung zu tun, wird die Helligkeit nicht durch Umwelt, Tag und Nacht betroffen ist, kann die Umgebung spüren, ein 3D-Modell der geografischen Informationen zu schaffen, ist eine der wesentlichen Autopiloten Sensoren traditionelles mechanisches Licht wegen des großen Volumens, hohen Kosten, Stand-alone-Geräte in den Körper ausgebildet ist schwierig, so Hersteller und Start-ups entwickeln Festkörperlicht up (Festkörper- LIDAR) miniaturisieren, die Integration von optischen Abtast- und Fühlkomponenten oder einem einzelnen CMOS-Chip ( Alle Festkörper-Licht), um die Bedürfnisse der kleinen Größe und Massenproduktion Wirtschaft zu erreichen.
ADAS Schwerpunkt aktuelle Erreichbarkeit kann nur lokale Steuergeschwindigkeit oder -richtung erreichen, die erweiterte automatische Fahr L3 ~ L5 zu erreichen, die LIDAR-Daten teertrag Lücke zu einer komplexen Umgebung andere Sensoren ergänzt entsprechen, Localization and Mapping zu synchronisieren (SLAM) realisiert Echtzeit-Navigationsfunktion und sieht in der Zukunft gut aus.
Abbildung 1. Das intelligente Auto ist mit vielen Sensorkomponenten ausgestattet.
(Der Autor dieses Artikels arbeitete am MIC des CM) Neue Elektronik