RFID 技术可以确定晶片所在的工艺流程,以及需要哪些产品资源等。由于晶片在处理过程中一般要经过几百个步骤,因此,在制造时能够跟踪和优化每一步便显得非常重要。
晶片制造
这一高级处理器芯片生产线能够在无人值守的情况下连续运转。硅晶片放置在前开式晶片盒( FOUP , front-opening unified pods ,图 1 )中。每一个 FOUP 可承载 25 个直径 300mm 的硅晶片,在晶片制造流程的最后阶段,每个晶片被切割成数千个集成电路芯片。因此,每个 FOUP 能够实现的最终产品价值达到几千甚至是数百万美元——谁也不愿意将它们放错地方或者出现误操作。
高架传送系统(图 2 )上的数千个容器在处理节点间传送半导体晶片,它们是自动系统的关键组成,系统利用实时信息来优化复杂的生产流程。
在整个制造过程中,晶片在 FOUP 中固定不动,这一过程大概持续一个月的时间。除非晶片制造工具失效,一般不需要人为接触这些晶片。
RFID 的作用发挥在哪里
每个 FOUP 均符合半导体产业 300mm 晶片载体标准,由聚碳酸酯材料构成,它嵌入了一个无源 RFID 标签,标签中写入一个唯一标识号码,由遍布在生产设备上的 RFID 读卡器读取这些标签信息。
每一工艺处理工具都含有一个 RFID 读卡器,例如,制版曝光工具、化学刻蚀、金属沉积设备离子注入、化学机械抛光以及炉管等。也可以从总体上进行规划,将读卡器分散放置在车间的传送系统中。数千个 RFID 读卡器的读取距离达到 3-6 英寸。 RFID 不需要扫描线便可以读取标签,极大的简化了系统设计。
RFID 系统用于跟踪 FOUP 在设备间的转送过程。 FOUP 每次装入一组新晶片后,读取 FOUP 的 RFID 标识,通过 IBM DB2 通用数据库建立晶片条形码与载体 ID 的对应关系。 IBM 生产执行系统—— SiView Standard ,对 IBM Websphere 中间件和 DB2 的信息进行匹配,自动控制和优化制造过程的每一步。
5000 到 6000 个 FOUP 在 IBM 车间中转送。在制造过程中, FOUP 会添加或者移除晶片,每个 FOUP 转送的路线都不相同,这取决于产品流程和工作条件。如果生产过程运行良好,系统会省略某些反馈步骤;如果需要其他反馈处理,系统会自动启动这些步骤。
系统还会根据客户定单自动确定最优的晶片处理顺序。当客户以一定的优先级要求在某日期前完成 X 个晶片时,这些信息直接送入工厂总系统中。系统根据实时定单信息,建立生产进度表,规划整个供应链,确保按时交货。然后,进度表对每一批产品进行优化。
优点
IBM 列举了 East Fishkill 自动化系统的几个关键优点:提高了工厂绩效和员工效率、客户服务响应更迅速等。与其他地方相比,车间需要更少的员工,由于减少了人为干预,产品出错和延迟的概率大大降低。完全自动化大大提高了车间效率,能够及早发现污点问题,更加灵活的加倍产出芯片。
由于能够实时处理 RFID 采集的数据,客户可以通过网络登录系统——“客户联接”,来查看他们的微芯片定单在车间中的情况。而且,现场芯片出现问题时,系统可以跟踪至产品生产过程中采用的每一个工具,掌握每一生产步骤所花费的时间。
IBM 在复杂的制造过程能够实现优异的产品跟踪和控制,其关键在于采用了 RFID ,这一技术是管理晶片生产的最佳工具。可编程芯片含有每个晶片的需求信息,而遍布在车间中的 RFID 读卡器能够提示某一步骤是否出现了问题。 IBM 计划扩大 RFID 在 Fishkill 以及全世界其他工厂中的应用,包括管理产品、跟踪 IT 资产、备份和恢复服务磁带、运送装有计算机服务器的集装箱等。