由人工智慧驅動的設計應用
儘管半導體晶片本身尺寸精巧,但在晶圓廠製造這些晶片所需的先進製程卻一點都不簡單。事實上,處理單一晶圓可能需要執行數百個製程步驟,並花費超過一個月的時間。在晶圓加工完成後,還需要一個月以上的時間進行組裝(assembly)、測試(testing)和封裝(packaging)等必要步驟,才能產出可供使用的晶片。
半導體晶圓廠所面臨的挑戰十分廣泛且千變萬化。隨著晶片尺寸從奈米微縮至埃米(angstrom)大小,其製程的複雜度也隨之提升。為了應對半導體製造的複雜度和繁瑣細節,創新的軟體解決方案不可或缺。
其中一項挑戰是需要快速且精準地分析數千兆位元組(petabytes)的資料,才能以最佳化的方式控制大量生產,並最大程度地減少製程偏離(process excursion)。面對大量的數據分析工作負載,相關技術領域專家的人才短缺則進一步加劇這項挑戰的難度。
不僅如此,由於滿足客戶供應承諾的壓力提升,再加上與其他晶圓廠的激烈競爭,半導體晶圓廠也必須持續降低成本,以達成嚴苛的生產目標。除了因應製程複雜度,還需要全新解決方案來盡可能提高製程效率和良率,進而為晶圓廠創造最大價值。
為了克服這些挑戰,新思科技推出全新Fab.da軟體解決方案,以提高半導體製造的效率。
新思科技 Fab.da 是一款全方位製程控制解決方案,利用人工智慧(artificial intelligence, AI)和機器學習(machine learning, ML),縮短產能提升的時間,並實現高效率的大量生產製造。作為新思科技 EDA 資料分析解決方案的一部分,Fab.da匯集了整個晶片生命週期的資料分析和見解(insight),可以在零停機(zero downtime)的情況下分析來自半導體晶圓廠內數千台設備的千兆位元組(petabytes)資料。
有別於其他業界產品,創新的Fab.da解決方案能夠整合晶圓、設備、設計、光罩、測試及良率等多項來自晶圓廠的獨立資料。不論是針對先進或成熟製程晶片,Fab.da皆可將不同來源的不同資料類型彙整至同一平台,以提供完整的資料連續性,從而提高產能、最大化資料可擴展性,並提升根本原因分析的速度和精準度。放眼望去,目前業界並無其他解決方案能出其右。
作為適用於先進晶圓廠製程控制的全方位解決方案,新思科技 Fab.da不僅提供世界級 AI 驅動和ML驅動的故障偵測與分類(fault detection and classification, FDC)和統計製程控制(statistical process control, SPC),還能讓客戶進行動態故障偵測(dynamic fault detection)並利用全方位決策支援系統。此系統可使晶圓廠工程師提早識別製程偏離並快速判定根本原因,進而高效地執行製程監控。
此外,Fab.da 也提供一流的缺陷分析(defect analysis)功能,適用於基於機器學習的自動化缺陷分類和缺陷影像(defect image)分析。這讓製造商能夠深入探究設備子系統的良率問題或特定製程參數檔,進而快速識別製程偏離的根本原因。此外,Fab.da 為一款雲端就緒(cloud-ready)的解決方案,可提供最大程度的總擁有成本(cost of ownership)靈活性,以滿足各個時期不斷變化的運算需求。
製程中用以偵測問題的傳統技術已經力有未逮,在先進技術的節點尤是如此。例如,如果沒有 Fab.da 等解決方案,工程師就必須自己執行良率分析來找出潛在問題。一旦識別出問題後,工程單位就會與缺陷團隊和製程團隊討論、判定根本原因,接著進行故障排除。缺陷團隊會開始致力找出問題背後的相關性;而製程團隊則進行故障排除,並將其關聯至根本原因。
製程中用以偵測問題的傳統技術已經力有未逮,在先進技術的節點尤是如此。例如,如果沒有 Fab.da 等解決方案,工程師就必須自己執行良率分析來找出潛在問題。一旦識別出問題後,工程單位就會與缺陷團隊和製程團隊討論、判定根本原因,接著進行故障排除。缺陷團隊會開始致力找出問題背後的相關性;而製程團隊則進行故障排除,並將其關聯至根本原因。
前述所有步驟都會佔用大量時間,而這些時間原本可以用來專注於實現晶片可能達成的最高良率、降低成本及縮短上市時程。Fab.da 最大的優勢之一是可以協助工程師快速辨識並準確指出特定晶片的問題,以查看哪一個製程步驟和/或設計才是問題的肇因。
Fab.da 除了實現快速、精準的製程控制之外,節省下來的時間和金錢還帶來許多其他優勢,包括:
作為 IC 設計解決方案的業界領導者,新思科技在晶圓廠所使用的軟體解決方案領域擁有十分強大且與日俱增的影響力。在交付繁複產品方面,新思科技則充分發揮其深厚的專業知識基礎,以及致力於AI 技術應用發展的能力。最好的例子就是全新 Synopsys.ai 平台。
新思科技得以在業界擁有獨一無二的地位,原因在於旗下製程控制解決方案能夠有效管理頂尖晶圓廠的複雜度,並得以協助晶片設計人員和製造商實現出色的營運成果、達到更好的產能,進而在現今瞬息萬變的製造環境中提高競爭優勢。
除此之外,新思科技在晶片製造及生命週期管理等軟體解決方案也擁有領先地位,包括 TCAD、光罩(mask)和製造分析等。事實上,新思科技解決方案已經獲得多家晶圓廠導入,並串聯數千台設備及數百萬個感測器,進而擁有能夠分析數百petabyte資料的能力。
而我們更掌握AI/機器學習和巨量資料領域的先進技術,憑藉自身在資料連續性方面的豐富專業知識,讓客戶能夠從工業 4.0 中受益。從 IC 設計、光罩合成和製程建模開始,乃至於晶載(on-chip)測試和監控技術,以及基於雲端的資料分析。
最終,Fab.da 等分析解決方案套件將利用可行見解、透過資料分析的力量,讓半導體晶片生產更有效率且具備更高效能。與此同時,提供製程的即時可見性,以實現可預測分析並最佳化產品品質和良率,協助半導體晶圓廠在競爭的環境中脫穎而出。欲瞭解有關新思科技 Fab.da解決方案的更多資訊,請造訪產品網頁。