李繼承

摘 要：云制造（CMfg）是新一代面向服務的網(wǎng)絡制造模式，能夠為分布式用戶提供集中管理的制造資源、能力和服務。在本研究中，會將CMfg應用到晶圓制造廠（wafer fab）中進行仿真。通過云服務供應商、軟件供應商、設備供應商和晶圓廠的合作，提出幾個CMfg服務來協(xié)助模擬活動，提升工廠競爭力。

關鍵詞：云制造；制造模式；半導體；晶圓制造廠

中圖分類號：TM23 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）30-0018-02

1 概述

半導體行業(yè)的競爭，尤其是動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）行業(yè)，正變得越來越激烈，在這個行業(yè)中生存是很困難的[1][2]。最近發(fā)生的一些事件突出了這個事實：2008年12月，臺灣DRAM產業(yè)瀕臨破產；2009年1月，德國DRAM制造商Qimonda宣布破產；2012年2月，日本DRAM制造商Elpida申請破產保護?；谝陨犀F(xiàn)實，本研究的目的是評估應用CMfg技術來增強半導體制造商的競爭力和可持續(xù)性的可行性。將晶圓廠模擬成云服務，作為一個例子來探討CMfg如何提高管理晶圓廠的效率。

2 晶圓廠模擬成云服務（FSaaCS）

未來的CMfg將會面臨六個問題，包括高速、遠程工業(yè)控制系統(tǒng)、靈活性支持、商業(yè)模型、制造業(yè)中的云計算應用以及有效的實施架構[3]。從CMfg的制造業(yè)角度來看，通過重新分配機器來消除晶圓廠的瓶頸是一個可行的方向。

晶圓廠是一個龐大而復雜的系統(tǒng)，通常涉及數(shù)以千計的機器，這種系統(tǒng)的模擬是一項艱巨的任務。模擬晶圓廠步驟如圖1。

其中，CMfg至少可以在以下幾個方面發(fā)揮作用：

（1）準備和分析數(shù)據(jù)：云服務提供商使用他們的統(tǒng)計分析軟件來響應用戶的請求，從而提供此功能，所謂的“統(tǒng)計分析”是一種云服務（SAaaCS）。

（2）定義設備：盡管可視化對于模擬晶圓廠來說可能不太重要，但關鍵的組件是可視化的模型、圖片以及其他設備的基本數(shù)據(jù)，都能從設備供應商共同維護的一個范圍中引用，所謂的“設備定義”是一種云服務（EDaaCS），其概念如圖2所示。

（3）構建布局：諸如Autodesk 360之類的云服務已經被設計用于設施布局，所謂的“設施布局”，即云服務（FLaaCS），F(xiàn)LaaCS對于晶圓廠的可伸縮性很重要（參見圖3）。

（4）定義和轉換配方：在獨立的工廠仿真系統(tǒng)中，不同的系統(tǒng)記錄配方的格式通常不同；另外，其中一些系統(tǒng)是基于順序操作的，而另一些是面向對象的；此外，一些嵌入到操作中的程序可以用不同的語言進行編碼。在為定義配方設計云服務時，必須解決這些困難，定義配方為一個云服務（DRaaCS）。此外，云服務提供商還可以幫助定義生產特定產品的配方，或者在設備供應商的幫助下，轉換配方或制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）。所謂的“配方轉換”作為一種云服務（RCaaCS），如圖2中所示。這被認為是晶圓廠的互操作性的重要一步。

（5）運行仿真：理論上，通過一些方法，CMfg能夠給晶圓廠仿真模型的運行提供幫助，將運行模擬作為一個云服務（RSaaCS）?？紤]到這些不同治療方法的難度和效果，RSaaCS可以用一個四層的金字塔來概括（見圖4）。

3 結束語

上述一系列的云制造（CMfg）服務中，包括SAaaCS，EDaaCS，RCaaCS，F(xiàn)LaaCS，DRaaCS和RSaaCS，已經被提議通過云服務供應商、軟件供應商、設備供應商和晶圓廠的合作來協(xié)助完成相應的模擬活動，將這些CMfg服務創(chuàng)建成了一個集成的晶圓廠云服務。通過加強云制造服務，提升半導體制造商的競爭力和可持續(xù)性。

參考文獻：

[1]ACEsuppliers.Available online： http：//ssttpro.acesuppliers.com/semiconductor_news/hi_tech_enews_NewsId_6173.html （accessed on 11 November 2013）.

[2]The Liberty Times.Available online： http：//www.libertytimes.com.tw/2013/new/sep/5/today-e12.htm（accessed on 11 November 2013.

[3]趙陽，楊志和.基于云計算的半導體制造企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)重構[J]. 上海電機學院學報，2015，18（05）：306-310.endprint