1.IHS : 유럽 및 미국 제조업체는 2017 년에 산업 반도체 상위 5 대 생산액을 포함합니다.
업계가 선택한 다섯 개 유럽과 미국의 제조업체들이 배열되는,의, 텍사스 인스트루먼트 (TI) 시장 점유율 첫 왕좌를 획득, 설정 마이크로 네트워크 뉴스, IHS 마킷 조사는 2017 년 49,100,000,000 미국 달러의 글로벌 반도체 업계의 출력 값, 11.8 %의 연간 성장을 보여줍니다 또한 ADI, 인텔, 인피니온, ST는 2 ~ 5 개로 나뉘며, 2022 년까지 산업 반도체 시장이 계속 성장할 것으로 전망하고있다. 연간 복합 성장률 (CAGR)은 7.1 %입니다.
IHS 마킷은 미국 경기 회복과 중국의 수요가 메인 소스는 2017 년 산업 장비 시장 말했다. 또한, 다시 온도로 유럽 시장도 반도체의 성장을위한 강력한 추진력을 가져. 2017 10 대 반도체 산업의 공급 업체 상업적 수익은 성장 패턴을 보여주고 있으며, 전략적 인수는 산업 전반의 반도체 시장을 형성하는 중요한 요소입니다.
IHS 마킷의 LED 조명, 세로 간판, 디지털 비디오 감시, 에어컨 환경 (공조), 지능형 저울, 트랙터 (견인), 태양 광 인버터, 인간 - 기계 인터페이스의 수를 포함한 산업용 전자 장비의 정의뿐만 아니라, 의료용 전자 제품 등이 있습니다.이 반도체에 사용되는 반도체는 광 반도체, 분산 전원 부품, 범용 아날로그 부품 및 마이크로 컨트롤러 (MCU) 등입니다.
2017 년 산업 반도체 업체 순위, 최대 앞서 팩의 매출 50 억 달러, 반도체 업계의 선도적 인 위치를 순위에 TI, 아날로그를 인수 밀피 타스 (리니어 테크놀로지), 산업뿐만 아니라 이후 시장의 영토를 더욱 확장뿐만 아니라 관련 제품 매출은 $ 28 억에 도달 동종 요법의 두 번째 위치를 증가했다. 인텔은 사물과 기관의 예배 두 자릿수 매출 성장을 지속, 약간의 차이 덕분에 3 위이다.
Infineon은 공장 자동화, 트랙션 및 태양열, 전기 자동차, 전원 공급 장치 및 관련 제품의 분산 전원 부품 및 전원 관리 부품을 포함하여 전력 및 에너지 부문에서 시장 리더십을 발휘하고 있습니다. 매출은 지속적으로 강세를 보이고 있으며, 공장 자동화 및 빌딩 자동화와 같은 많은 분야에서 산업 반도체 매출을 창출하는 5 위의 STMicroelectronics는 회사의 MCU, 아날로그 및 분산 구성 요소를 사용합니다.
2. 벤치 마크 결함이 감소되고 자동차 IC 출력 / 신뢰성이 더욱 향상됩니다.
반도체 IC의 수율과 신뢰성 사이의 밀접한 관계는 잘 연구되고 문서화되어있다. 그림 1의 데이터는 이러한 관계를 입증한다. 비슷한 결과가 배치, 웨이퍼 및 칩 레벨에서 가능하다. 즉, 수율이 높고 신뢰성이 좋다. 수율과 신뢰성 사이의 상관 관계는 예상치 못한데, 그 이유는 칩 오류를 일으키는 결함 유형이 초기 신뢰성 문제를 야기하는 결함 유형과 동일하기 때문이다. 수율과 신뢰성에 영향을 미치는 결함 간의 차이점은 주로 칩 패턴의 크기와 위치에 있습니다.
반도체 IC의 수율과 신뢰성 사이의 밀접한 관계는 잘 연구되고 문서화되어있다. 그림 1의 데이터는 이러한 관계를 입증한다. 비슷한 결과가 배치, 웨이퍼 및 칩 레벨에서 가능하다. 즉, 수율이 높고 신뢰성이 좋다. 수율과 신뢰성 사이의 상관 관계는 예상치 못한데, 그 이유는 칩 오류를 일으키는 결함 유형이 초기 신뢰성 문제를 야기하는 결함 유형과 동일하기 때문이다. 수율과 신뢰성에 영향을 미치는 결함 간의 차이점은 주로 칩 패턴의 크기와 위치에 있습니다.
그림 1 IC 부품의 신뢰성과 수율 간의 밀접한 관계.
따라서 IC 제조 공정의 수율에 영향을 미치는 결함 수를 줄이면 벤치 마크 수율이 증가하고 실제 사용되는 부품의 신뢰성이 향상 될 것이며,이를 고려할 때 자동차 시장을 담당하는 파운드리는 두 가지 핵심 요소에 직면하게됩니다. 첫 번째 문제는 경제적 인 것입니다 : 신뢰성을 향상시키기 위해서는 수율을 높이기 위해 시간과 돈, 자원이 필요하며 적절한 투자 수준은 무엇입니까? 두 번째 질문은 기술입니다 : 필요한 수준으로 벤치 마크 수익률을 높이려면 무엇이 필요합니까? 결함을 줄이는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?
가전 제품 (휴대폰, 태블릿 등)을 제조하는 OEM의 경우 "성숙 된 수율"은 시간과 자원에 대한 추가 투자의 전환점으로 정의되며 수익률은 반드시 증가하지는 않습니다. 제품이 성숙됨에 따라 안정화, 일반적으로 높은 가치를 지니지 만 여전히 100 % 미만인 소비자 제품 파운드리는 다음 설계 노드를 개발하기위한 프로세스 및 장비에 자원을 재분배하거나 성숙 노드의 수익성을 높이기 위해 비용을 절감합니다. 능력, 더 높은 수확량을 추구하지 않기 때문에 그렇게하는 것이 경제적입니다.
자동차 파운드리 업체의 경우 수율을 높이기 위해 투자를 늘리는 경제적 결정이 일반적인 한계 이익 결정을 초과했으며, 신뢰성 문제가 발생하면 자동차 IC 제조업체는 비용이 많이 들고 시간이 많이 소요되는 고장 분석을 수행해야 할 수 있습니다. 또한 제품의 보증 기간 동안의 고장 및 제품 복구에 대한 경제적 책임과 잠재적 인 법적 책임을 고려해야합니다. 자동차 IC의 신뢰성 요구 사항이 소비자 IC보다 2 ~ 3 배 이상 높다는 것을 고려하면 자동차 파운드리는 높은 벤치 마크 수익률. "성숙한 수익률"의 의미를 재고해야합니다.
그림 2는 소비자 제품의 성숙한 수율과 자동차 OEM의 차이점을 보여 주며 모든 유형의 팹은 수익률 곡선을 증가시켜 거의 모든 시스템 영향 산출량이 해결되었습니다. 수율 손실은 주로 공정 설비 또는 환경의 무작위 결함에 기인한다.이 때 소비자 제품 주조 회사는 수율과 신뢰성을 "충분히 우수"하다고 생각하고 적절한 접근법을 취할 수있다. 그러나 자동차 산업에서 세대 공장은 생산량에 영향을 미치는 결함의 발생률을 줄임으로써 잠재적 인 신뢰성 결함을 줄임으로써 수익을 최적화하고 위험을 감소시킬 수 있습니다.
OEM에서 Tier 1 공급 업체에서 IC 제조업체에 이르기까지 자동차 공급망은 "모든 결함이 중요합니다"라는 사고 방식과 무결점을 추구하는 전략을 형성하고 있으며 잠재적 인 결함이 파운드리 후에는 공급망에서 각 단계의 비용을 10 배까지 찾아내어 해결하므로 현재의 전기 테스트에 대한 과도한 의존 방식은 파운드리에서 발생할 수있는 가장 낮은 비용 전략으로 대체해야합니다 결함을 줄이기위한 계획을 체계적으로 구현 한 경우에만 파운드리가 결함 목표를 달성 할 수 있으며 자동차 제조업체가 엄격하게 감사 할 수 있습니다.
강력한 온라인 결함 제어 기능 외에도 자동차 구매 관리자가 결함을 줄이기 위해보고 싶은 몇 가지 방법은 다음과 같습니다.
기본 결함을 줄이기위한 CIP (Continuous Improvement Program)
최고의 장비 워크 플로우
나쁜 장비 개선 프로그램
기준 결함을 줄이기 위해 계속
라인 결함 전략은 기준 결함 계획의 엄격한 축소를위한 기초입니다. 설계 규칙 및 부품 유형에 영향을주는 수율 및 신뢰성 결함을 성공적으로 검출하기 위해 파운드리 라인 결함 전략은 적절한 공정 제어 장비를 포함하고 적절한 검사 샘플링 계획 사용 된 결함 탐지 시스템은 요구되는 결함 민감성을 가져야하고, 잘 관리되고 규격에 부합해야하며주의 깊게 조정 된 검사 절차를 사용해야합니다. 공정 샘플링은 프로세스 또는 장비를 신속하게 탐지하기위한 프로세스 단계에 충분해야합니다. 또한 가속화 된 이상 탐지, 근본 원인 차별화 및 위험 요소 추적 관리 제어 계획을 지원할 수있는 감지 용량이 충분해야합니다. 이러한 요소를 통해 자동차 파운드리는 기본적인 결함 감소 프로그램을 성공적으로 수행 할 수 있어야합니다. 이 계획은 시간이 지남에 따라 수율 추세가 개선되고 더 나은 개선 목표를 제공하며 업계 모범 사례를 동등하게 나타낼 수 있습니다.
초기 결함 감소 계획의 가장 큰 문제점 중 하나는 결함에 대한 대답은 무엇입니까? 대답은 종종 단순하지 않습니다. 여러 프로세스 단계 후에 결함이 감지되는 경우가 있습니다. 가끔 웨이퍼가 다른 결함 단계를 통과 한 후에 만 결함의 프로세스와 "장식"이후, 결함이 감지 시스템에서 더 분명해진다는 것을 알 수 있습니다. 장치 모니터링 전략은 결함의 원인을 해결하는 데 도움이됩니다.
장비 모니터링 / 장치 인증 (TMTQ) 애플리케이션에서 웨이퍼 웨이퍼는 먼저 지정된 공정 장비 (또는 반응 챔버)에서 작동하도록 테스트 한 다음 다시 테스트합니다 (그림 3). 새로운 결함은 지정된 공정 장비로 인해 발생해야하며 결과는 명확하며 결함의 근본 원인에 대해서는 의문의 여지가 없습니다 제로 결함 표준을 추구하는 자동차 주조 회사는 장비 모니터링 전략의 이점을 인식합니다 : 민감한 테스트 절차 , 적절한 통제 한계 및 OCAP (Out of Control Action Plan)는 각 공정 장비의 무작위 수율 손실을 밝혀 내고이를 해결할 수 있습니다.
그림 3 "사전 검사"가 웨이퍼의 참조 데이터를 감지 한 후 웨이퍼를 사용하여 공정 장비 단계의 일부 또는 전체를 순환시킬 수 있습니다. "사후 테스트"는 공정 장비에 추가 된 결함을 나타냅니다.
또한 그림 4에서 볼 수 있듯이 공정 장비의 새롭게 추가 된 결함은 오랜 시간에 걸쳐 플롯되어 향후 결함 감소 목표를 설정하는 데 사용할 수있는 지속적인 개선 기록을 제공합니다. 각 장치에서 발생하는 결함 분류 및 현장 오류 분석에 대한 참조로 사용할 수있는 데이터베이스 생성이 방법은 일반적으로 아래에 설명 된 최상의 장치 워크 플로를 사용하여 매우 자주 장치 인증 (하루에 한 번) 또는 나쁜 장비 개선 계획이 함께 사용됩니다.
그림 4 시간 경과에 따른 장비의 청결도를 지속적으로 개선 문제의 근본 원인이 분명하고 결함 감소 목표를 분기 별 또는 월간으로 객관적으로 설정할 수 있습니다. 또한 두 프로세스 장비의 결함을 비교하면 어떤 시스템 Cleaner (청소기) : 장비 유지 보수 활동을 안내하고 장치 간 불일치의 원인을 잠급니다.
AWF / 나쁜 장비 개선 계획은 자신의 장점을 가지고
최고의 장비 워크 플로우는 파운드리가 자동차 업계에서 요구하는 무결점 표준을 충족시키기 위해 사용하는 또 다른 전략으로, 최상의 장비 워크 플로우 또는 AWF (Automotive Workflow)를 통해 자동차 IC 용 웨이퍼는 팹에서만 사용됩니다. 최고의 공정 장비에서 실행하기 팹은 모든 맞춤 공정에 적합한 최상의 기계를 알아야합니다. 어떤 기계가 가장 적합한지를 확실하게 결정하기 위해 파운드리는 온라인 및 장비를 사용하여 감지 된 데이터를 모니터링 한 다음 기계는 자동차 작업 흐름에 사용됩니다. 각 프로세스 단계에서 자동차 용 웨이퍼를 단일 장치로 제한하면 사이클 시간이 길어질 수 있지만, 결함이 더 많아서 안정성 문제가 발생할 수있는 프로세스 흐름과 비교하면 체계적인 연속 개선 프로그램과 함께 대부분의 파운드리는 대개 분기 별 결함 감소 목표를 설정하여 각 단계에서 여러 개의 AWF 준수 장비를 얻을 수 있습니다.
이 방법을 확장하는 것은 곤란하므로 최적의 흐름을위한 최상의 장치는 자동차 제품 파운드리 양산 용 WIP 자동차 주조의 작은 부분이기 때문에, 우선 순위는 이하 더 구조화 연속 개선안을 제공해야 나쁜 장비를 개선하는 방법.
그것은 주어진 공정 단계에서 공정 장비의 최악의를 해결하기 위해 주도권을 쥐고 수 있기 때문에 대신, 최고의 장비와 나쁜 장비 개선 계획을 워크 플로우. 가장 큰 성공을 벤치 마크가 파운드리 결함 감소, 종종 결함이있는 장비 개선 프로그램의 사용을 통해 먼저 각 프로세스 단계에서 최악의 장치를 내리고 동일한 그룹의 나머지 장치 평균을 초과 할 때까지 장치를 조정합니다. 동일한 그룹의 모든 장치가 일치 할 때까지 프로세스를 계속 반복합니다 최소 표준 : 효과적인 불량 장비 개선 프로그램은 공장이 각 단계에서 각 공정 장비를 인증하기위한 잘 조직화 된 장비 모니터링 전략을 가지고 있어야하며, 각 장비에서 매일 적어도 하나의 인증 프로세스가 완료되어야합니다. 데이터의 적절한 수집을 보장, 나쁜 장비 개선 계획은 공정 장비의 다운 타임을 드릴 것입니다. ANOVA 또는 크루스 칼 - 월리스 분석은 각 장치의 최고와 최악 결정하자, 잘 팹이 차에 증가를 통해 알려져있다 표준화의 가장 빠른 방법 중 하나. 수율과 안정성을 향상시킴으로써 마침내 전략이 언급됩니다. 효과적인 생산성 및 자동차 주물 공장의 수익성.
(이 기사의 저자는 KLA 수석 이사이자 수석 과학자입니다.) New Electronics
3. ADAS 기술은 성숙한 상태입니다. 자동차 감지 시장은 뜨겁습니다.
최근에는 ASAS을 안전 규정으로 추진하고 관련 기술이 성숙되어 모든 종류의 스마트 자동차에 3D 센서에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
스마트 자동차는 기존의 창고 미래의 잠재적 인 AIoT 경쟁 시장, 첨단 운전자 보조 시스템 (ADAS) 기술은 성숙, 그 회사는 L3 레벨 자동 조종 도로 상태를 모니터링 할 수있을 것입니다 국제 기업의 다음 단계 (표와 경쟁 통신 회사를 소유 1), "환경 인식"능력이 기본 요구 사항이며, 차량용 3D 감지 장치는 필수 요소입니다. 스마트 자동차의 3D 센서는 거리와 사용이 다르며 주로 다음을 포함합니다 :
초음파 레이더 :
짧은 감지 거리 (<6M), 用于侧撞警示及停车辅助系统.
자동차 카메라 :
중간 감지 거리 (<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.
광학 레이더 (LiDAR) :
Guangda라고 불리는, 긴 탐지 거리 (150M)는 고정밀 도로 주변 환경의 3D 지리 정보 모델을 신속하게 구축 할 수 있습니다.
밀리미터 파 레이더 (mmWave 레이더) :
감지 장거리 (~ 250M 100), (야간이나 악천후에서) 환경에 미치는 영향에 의해, 장애물을 식별 할 수 있지만, 제한 정도.
감지 후 ADAS 규정에 따라 자동차 운전
최근 몇 년 동안, 국가가 포함 된 ADAS 안전 규정을 홍보하기 위해 최선을 다하고, 예상 단기 수요는 중국 본토는 ADAS 안전 규정을 통합 할 장치 (표 2). 2018 년 예를 들어, 미국은 새로운 차량 RVC와 LDW를 강제로 감지 3D의 다양한 운전합니다. 2020 중국 본토 것 FCW, AEB, LDW, PDS는 등의 안전 등급에 포함하는 동안 미국, 유럽 연합 (EU), 일본, 새로운 차, AEB의 설치를 강제 할 것이다.
그러나, 자동차 환경 감지의 신뢰성을 향상시키기 위해서, 일반적으로 대부분의 제조자는, 보행자 능력을 주변 환경을 검출하는 차량을 향상 사고의 가능성을 줄이고, 운전자 또는 자동적으로 더 정확한 데이터를 얻기 위해 두 개 이상의 센서를 통합 할 것이다 똑똑한 차의 진보 된 보조 운전 기능.
자동차 카메라 개발이 성숙 중이다.
일반적으로, 단거리 레이더 초음파 기술이 신차에 매우 성숙, 거의 기존의 표준입니다 동안 특정 요구에 응답하여 자동차 카메라 자동차 규칙, 더 나은 내구성, 고 감성, 고 동적이 있어야하고 카메라와 함께 적어도 다섯 차 (깊이 카메라의 정면도 개의 좌우의 사이드 뷰 렌즈 총 전과 2 근시 렌즈 후) 여야, 그것은 잠재적 인 기회를 과소 평가되어서는 안된다.
77GHz의 광범위한 밀리미터 파 탐지
밀리미터 파 레이더 과정 (24GHz)에서 장거리 (77GHz) 및 인피니언 (인피니언), NXP (NXP)와 ST 마이크로 일렉트로닉스 (ST)로 77GHz의 현재 제조 업체의 개발에 대한 최근의 초점, 넓은 범위를 감지합니다. 밀리미터 파 칩 (MMIC)가 중요한 요소 메인 송신 및 마이크로파 신호의 수신, 기초 실리콘 게르마늄 (된 SiGe)의 처리는, 인 것을 특징으로 비용. 낮 갈륨 비소 (GaAs로)에 비해 다음 차는 장거리 레이더 갖춘 것 현재 유일하게 관련 기술은 아직 성숙없는 차량 네 중거리 레이더의 각도 위치는, 예상 요구도 강하다. 그리고 CMOS 프로세스가 낮은 제조 비용을 가지고, 그 다음 단계는 MMIC의 개발 방향이다.
LiDAR, 대량 생산으로 개발 중 L3자가 운전으로 터치 다운 가속
LIDAR (라이다)는 TOF는 거리 측정, 밝기, 환경, 일, 지리 정보의 3D 모델을 만들 수있는 주변 환경을 감지 할 수있는 밤에 의해 영향을받지 않는 레이저 빛의 원리에 기초, 필수 자동 조종 센서 전통적인 기계 빛의 하나입니다 때문에 방대한 양의 높은 비용, 신체 디자인에 장치 형 스탠드 제조 업체 및 신생 고체 상태 점등 (고체 상태 라이다), 광학 검사 및 감지 구성 요소 또는 단일 CMOS 칩의 통합 (소형화 개발하고, 그래서 어렵다 모든 고체 상태 빛), 작은 크기 및 대량 생산 경제의 필요를 달성하기 위하여.
ADAS 더 강조 현재 액세스는 단지 본 LIDAR 데이터 수집 능력 갭 제이션 및 매핑을 동기화하는 복잡한 환경에 대응하는 센서를 보완 고급 자동 운전 L3 ~ L5를 얻기 위해, 로컬 제어 속도 또는 방향을 얻을 수있다 (SLAM)은 실시간 네비게이션 기능을 실현하고 장래에 좋아 보인다.
그림 1. 스마트 자동차에는 많은 감지 부품이 장착되어 있습니다.
(이 기사의 저자는 CM의 MIC에서 일했다) New Electronics