La stretta relazione tra rendimento e affidabilità dei circuiti integrati per semiconduttori è stata ben studiata e documentata.I dati in Figura 1 dimostrano questa relazione.Risultati simili sono disponibili a livello di batch, wafer e chip. In breve, la resa è elevata e l'affidabilità è buona.La correlazione tra rendimento e affidabilità è completamente inaspettata, perché il tipo di difetto che causa l'avaria del chip è lo stesso del tipo di difetto che causa problemi di affidabilità precoce. Le differenze tra i difetti che influenzano la resa e l'affidabilità sono principalmente nella loro dimensione e nella loro posizione sul modello di chip.
Figura 1 La stretta relazione tra affidabilità dei componenti IC e resa.
Pertanto, la riduzione del numero di difetti che influenzano la resa nel processo di produzione di circuiti integrati aumenterà il rendimento del benchmark e migliorerà l'affidabilità dei componenti nell'uso effettivo. Riconoscendo questo fatto, le fonderie al servizio del mercato automobilistico devono affrontare due fattori chiave. Il primo problema è economico: per migliorare l'affidabilità occorrono tempo, denaro e risorse per aumentare il rendimento e qual è il livello appropriato di investimento? La seconda domanda è tecnica: per aumentare il rendimento del benchmark al livello necessario, che cosa? È il modo migliore per ridurre i difetti?
Per gli OEM che producono elettronica di consumo (telefoni cellulari, tablet, ecc.), Il "rendimento maturo" è definito come un punto di svolta in ulteriori investimenti in termini di tempo e risorse che non necessariamente aumentano il rendimento. Stabilizzando, solitamente raggiungendo un valore elevato ma ancora ben al di sotto del 100%. Le fonderie di prodotti di consumo ridistribuiscono le risorse al processo e alle attrezzature per lo sviluppo del nodo di progettazione successivo o riducono i costi per aumentare la redditività dei loro nodi maturi. Capacità, non perseguire rendimenti più elevati, perché farlo è più economico.
Per le fonderie automobilistiche, la decisione economica di aumentare gli investimenti al fine di aumentare i rendimenti ha superato la tipica decisione sui benefici marginali: quando sorgono problemi di affidabilità, i produttori automobilistici di IC potrebbero dover sostenere analisi dei guasti costose e lunghe. E assumersi la responsabilità economica per il fallimento e il recupero del prodotto durante il periodo di garanzia del prodotto, nonché la potenziale responsabilità legale. Considerando che i requisiti di affidabilità per i circuiti integrati automobilistici sono da due a tre ordini superiori rispetto ai circuiti integrati consumer, le fonderie automobilistiche devono ottenere ancora di più Elevato livello di rendimento del benchmark, che richiede di riconsiderare il significato di "rendimento maturo".
La figura 2 evidenzia la differenza tra il rendimento maturo dei prodotti di consumo e gli OEM del settore automobilistico: qualsiasi tipo di fab aumenterà la curva dei rendimenti, quindi sono stati risolti quasi tutti i rendimenti di impatto sistemici. La perdita di rendimento è principalmente causata da difetti casuali nelle apparecchiature di processo o nell'ambiente.Al momento, la fonderia di prodotti di consumo può considerare il rendimento e l'affidabilità "abbastanza buoni" e adottare l'approccio appropriato. Tuttavia, nel settore automobilistico, la generazione La fabbrica utilizza una strategia di miglioramento continuo per aumentare la curva dei rendimenti: riducendo l'incidenza di difetti che influiscono sul rendimento, le fonderie automobilistiche possono anche ridurre potenziali difetti di affidabilità, ottimizzando in tal modo i loro profitti e riducendo i rischi.
La catena di fornitura del settore automobilistico (dagli OEM ai fornitori Tier 1 ai produttori di IC) sta formando una mentalità secondo cui "ogni difetto è importante" e una strategia per perseguire zero difetti, riconoscendo che quando i potenziali difetti lasciano Dopo la fonderia, trova e risolve il costo di ogni passo in avanti nella catena di fornitura di 10 volte. Pertanto, l'attuale metodo di eccessivo affidamento sui test elettrici deve essere sostituito dalla strategia di costo più basso, cioè il potenziale fallimento della fonderia Stop. Solo un'implementazione metodica del piano per ridurre i difetti, la fonderia può raggiungere obiettivi con zero difetti e può essere sottoposta a rigorosa verifica da parte delle case automobilistiche.
Oltre alle solide funzionalità di controllo dei difetti online, alcuni dei modi in cui i responsabili degli acquisti di automobili vogliono vedere per ridurre i difetti includono:
Continuous Improvement Program (CIP) per ridurre i difetti della linea di base
. Miglior flusso di lavoro delle attrezzature
Cattivo programma di miglioramento delle attrezzature
Continua a ridurre i difetti della linea di base
La strategia del difetto di linea è la base per qualsiasi riduzione rigorosa del piano di difetti di base.Per individuare correttamente i difetti di rendimento e affidabilità che incidono sulle sue regole di progettazione e sui tipi di componenti, la strategia del difetto della linea di fonderia deve includere un'adeguata apparecchiatura di controllo del processo e appropriata Piano di campionamento per l'ispezione Il sistema di rilevamento dei difetti utilizzato deve presentare la necessaria sensibilità dei difetti, essere ben mantenuto e conforme alle specifiche e utilizzare procedure di ispezione accuratamente calibrate.Il campionamento dell'ispezione deve essere sufficiente per le fasi del processo per rilevare rapidamente il processo o l'apparecchiatura. Inoltre, dovrebbe esserci una capacità di rilevamento sufficiente a supportare il rilevamento accelerato delle anomalie, la differenziazione delle cause alla radice e i piani di controllo del tracciamento WIP. Con questi elementi, le fonderie automobilistiche dovrebbero essere in grado di raggiungere un programma di riduzione dei difetti di base. Il piano può dimostrare un miglioramento delle tendenze dei rendimenti nel tempo, fornendo ulteriori obiettivi di miglioramento e equiparando le migliori pratiche del settore.
Una delle maggiori sfide in un piano di riduzione dei difetti di base è la risposta: da dove viene il difetto? La risposta spesso non è così semplice Talvolta, i difetti vengono rilevati dopo più passaggi del processo. Dopo il processo e la "decorazione" del difetto, diventa evidente, il che significa che il difetto è più evidente nel sistema di rilevamento.La strategia di monitoraggio del dispositivo aiuta a risolvere il problema dell'origine del difetto.
Nelle applicazioni di monitoraggio dell'apparecchiatura / certificazione del dispositivo (TMTQ), un wafer di wafer viene prima testato per essere eseguito in un'apparecchiatura di processo designata (o camera di reazione) e quindi ritestato (Figura 3). Eventuali nuovi difetti devono essere dovuti all'apparecchiatura di processo specificata.I risultati sono chiari, non vi sono dubbi sulla causa alla radice del difetto.La fonderia di automobili che persegue standard zero difetti riconosce i vantaggi della strategia di monitoraggio delle apparecchiature: attraverso procedure di test sensibili , Limiti di controllo appropriati e Piano di azione fuori controllo (OCAP), possono rivelare perdite di rendimento casuali da ciascuna apparecchiatura di processo e risolverle.
Figura 3 Dopo che il "pre-controllo" rileva i dati di riferimento del wafer, il wafer può essere utilizzato per eseguire il ciclo di alcune o tutte le fasi dell'apparecchiatura di processo, mentre il "post-test" rivela i difetti aggiunti all'apparecchiatura di processo.
Inoltre, come mostrato nella Figura 4, i difetti aggiunti di recente dell'apparecchiatura di processo sono tracciati nel tempo, il che fornisce un record di miglioramento sostenibile che può essere verificato e utilizzato per fissare futuri obiettivi di riduzione dei difetti. Classificazione dei difetti che si verificano su ciascun dispositivo e generazione di un database che può essere utilizzato come riferimento per l'analisi degli errori di campo. Questo metodo richiede una certificazione dispositivo molto frequente (almeno una volta al giorno), solitamente con il miglior flusso di lavoro della periferica discusso di seguito o Il cattivo piano di miglioramento dell'attrezzatura è usato insieme.
Figura 4 Miglioramento continuo della pulizia dell'apparecchiatura nel tempo La causa alla radice del problema è chiara e l'obiettivo di riduzione dei difetti può essere impostato trimestralmente o mensilmente in modo obiettivo.Inoltre, confrontando i difetti delle due apparecchiature di processo può mostrare quale macchina Pulitore: aiuta a guidare le attività di manutenzione delle attrezzature e blocca la causa delle discrepanze tra i dispositivi.
I piani di miglioramento delle attrezzature AWF / difettosi hanno i loro vantaggi
Il miglior flusso di lavoro delle attrezzature è un'altra strategia utilizzata dalle fonderie per soddisfare gli standard zero difetti richiesti dall'industria automobilistica: con il miglior flusso di lavoro delle attrezzature o il flusso di lavoro automobilistico (AWF), i wafer per i circuiti integrati automobilistici sono solo favolosi. Funzionando con le migliori apparecchiature di processo, questo richiede al fab di conoscere la macchina migliore per qualsiasi processo personalizzato. Per determinare in modo affidabile quale macchina è la migliore, la fonderia utilizza l'online e le apparecchiature per monitorare i dati rilevati e solo quelli Le macchine vengono utilizzate nei flussi di lavoro automobilistici: la limitazione dei wafer automobilistici a un singolo dispositivo in ciascuna fase del processo può comportare tempi di ciclo più lunghi, tuttavia rispetto ai flussi di processo con tassi di errore più elevati che possono portare a problemi di affidabilità Questo approccio è ancora preferito per i wafer automobilistici. In combinazione con un programma di miglioramento continuo metodico, la maggior parte delle fonderie può solitamente ottenere più apparecchiature conformi a AWF in ogni fase stabilendo un obiettivo di riduzione dei difetti trimestrali.
Poiché questo metodo è difficile da scalare, il miglior flusso di lavoro delle attrezzature è più adatto per gli OEM su piccola scala basati su WIP. Per le fonderie che producono prodotti automobilistici in grandi quantità, è opportuno dare priorità a programmi di miglioramento continuo più efficienti, come illustrato di seguito. Il metodo per migliorare le cattive attrezzature.
Il programma Bad Equipment Improvement è l'opposto del migliore flusso di lavoro delle attrezzature perché può affrontare in modo proattivo le peggiori apparecchiature di processo in qualsiasi fase del processo.Le fonderie che hanno il maggior successo nella riduzione dei difetti di base spesso usano attrezzature scadenti per migliorare i loro piani. Prima rimuovono il dispositivo peggiore in ogni fase del processo e regolano il dispositivo finché non supera la media del resto dei dispositivi nello stesso gruppo. Ripetono il processo più e più volte fino a quando tutti i dispositivi nello stesso gruppo non corrispondono Standard minimo: un efficace programma di miglioramento delle attrezzature difettose richiede che la fabbrica disponga di una strategia di monitoraggio delle attrezzature ben organizzata per certificare ogni apparecchiatura di processo in ogni fase .. Almeno un processo di certificazione è necessario per completare ogni giorno su ciascuna apparecchiatura. Assicurati di raccogliere dati sufficienti per fare in modo che ANOVA o Kruskal-Wallis determinino l'attrezzatura migliore e peggiore in ciascun gruppo: un programma di miglioramento delle apparecchiature difettoso programmerà i tempi di inattività per le apparecchiature di processo ed è noto per aggiornare l'intero fab all'auto. Uno dei modi più veloci per standardizzare. Migliorando la resa e l'affidabilità, la strategia cita finalmente produttività effettiva e redditività delle fonderie automotive.