超20年行業經驗加持 智現未來攜AI創新引領工程智能新標竿

集微網消息,一顆芯片的產出需要經歷擴散、光刻、刻蝕、離子注入、薄膜生長、拋光、金屬化等成千上萬道工序,任意環節的輕微偏差,都可能導致廢片增多、良率下降等問題,因此需要依賴高度自動化的生產線。產線設備數量巨大、類型繁雜,工藝參數精細化要求極高,由此產生的工程數據浩如星海,為了確保芯片生產過程正常有序,行業引入了「工程智能(Engineering Intelligence)」解決方案。

大家熟知的製造自動化工業軟件(以MES為代表)實現了對生產流程的調度和控製。以FDC(故障監測與分類)、APC(先進製程控製)等為代表的工程智能系統通過經驗模型和人工智能的加入,打造出類似於人的大腦的功能,以數據驅動的方式實現「監測-分析-預測-自適應」全流程管理,從而快速提升良率,優化產線性能,減少新產品引入時間。工程智能與製造自動化工業軟件互相協同,確保智能製造工廠穩定、高效的生產狀態。

近年來,隨著半導體產業鏈向中國大陸轉移,工程智能也在中國市場快速興起,並因應本土化、新技術、新應用的發展需求,一方面引入了人工智能等創新技術,大幅提升工程智能的智能化水平;另一方面則從半導體行業向其他製造業延伸,並已在新能源、生物醫藥、化工等領域率先應用,為中國智能製造創新賦能。

工程智能補齊提效短板

工程智能是工業軟件的分支之一,其發展有賴於工業高度自動化發展,而半導體行業因其嚴格的生產要求以及精細化管理需求,生產過程高度自動化,為工程智能的發展提供了土壤。

芯片產品經設計類EDA完成設計後,進入晶圓生產、芯片封裝、成品測試等流程,在後續的製造環節中,OPC(對象鏈接與嵌入的過程控製系統)、TCAD(工藝模擬以及器件模擬平台)等工業軟件可模擬和指導具體生產過程,MES(製造執行系統)、EAP(自動化控製系統)等負責進行排產調度規劃。

但在成千上萬道的製造工序中,智能製造系統需要實時監測、分析海量的設備和工藝數據,若沒有一套完整的系統實時在線,任意工序環節的微小偏差都會讓產品製造面臨生產效率與產品良率降低的風險,一些偏差積累甚至會引發嚴重的生產事故,為此,半導體行業引進工程智能系統,用以監控、指導改善生產工藝,除了能提升生產效率和產品良率,還能促進產能提升。

而歐美市場作為半導體產業的先行者,率先誕生一批工程智能企業,其中背靠英特爾的AMAT(Applied Materials)成立於1976年,長期服務於英特爾,積累了豐富的工藝經驗和數據,目前已發展為全球三大工程智能解決方案供應商之一。

隨著半導體行業分工的細化,於1991年成立的美國PDF Solutions也獲得快速發展,並服務於稍晚起步的IDM和Fab領域,其中,TI、英飛淩、AMD、台積電等企業為其積累了豐富的工程智能經驗。

全球TOP 3工程企業發展歷程

緊接著,半導體產業由美國、日本逐步向韓國和台灣遷移,工程智能產業隨之遷移,並湧現了部分新企業,其中於2000年成立的BISTel,前期獲得三星的大力支持,產品也在三星的相關半導體產線中獲得持續打磨、優化,歷經海力士、鎧俠等企業超20年的培育,BISTel技術實力持續完善,並成長為全球三大工程智能解決方案商之一。

深圳智現未來工業軟件有限公司(下稱「智現未來」)市場總監硃軍介紹,「回顧過往,我們認為,工程智能的發展跟全球半導體產業轉移息息相關,並伴隨半導體產業轉移而轉移,目前半導體行業正在曏中國轉移,高速發展的中國半導體市場也必將會出現自己的工程智能配套企業。」

BISTel China順勢本土化

事實上,伴隨半導體產業加速向中國大陸轉移,中國市場順應行業發展趨勢,已誕生一批服務於泛半導體行業的工業軟件公司,但面向工程智能領域應用的軟件公司卻不多。

究其原因,主要是由於中國半導體產業起步晚,目前人才隊伍還在持續完善之中,對半導體製造流程進行精細化指導能力仍在提升之中;同時,中國半導體產業鏈還處於補短板過程中,受限產業鏈的完整性以及地緣政治的影響,一定程度上影響了本土工程智能企業對產業鏈企業的服務能力。

另外,工程智能的經驗積累需要行業頭部企業給予漫長的打磨發展機遇,這也是中國半導體產業鏈生態極需補齊的短板。

反觀BISTel發展歷程,借助半導體產業第二次產業轉移機遇,韓國順勢完成了人才儲備,三星、海力士等行業龍頭企業順勢崛起,BISTel在伴隨三星等頭部企業成長過程中,獲得了大量支持,產品也獲得廣泛應用,由此積累了豐富經驗,逐步成長為比肩AMAT、PDF Solutions的工程智能軟件巨頭。

目前,半導體產業正向中國市場轉移,國際工程智能供應商也隨之在中國大陸市場布局,其中,BISTel於2007年就與深天馬等中國產業鏈企業合作,並於2017年正式成立BISTel China。

得益於豐富的工程經驗以及領先的技術,BISTel入華早期,主要承擔BISTel全球KA三星、海力士在中國的落地實施,同時獲得國內半導體產業鏈企業的採用,陪伴中國第一批領先面板、晶圓廠從0到1的量產歷程。

隨著半導體產業加速曏中國大陸轉移,國內所面臨的不確定風險也越來越多,部分具有很強的技術敏感度和商業敏銳度的愛國人士開始尋求工程智能核心技術的自主可控。

其中,曾就職於微軟的管健博士對工程智能軟件有著深厚的理解,為規避中國半導體精細化管理核心技術被「卡脖子」,管健一直在尋求工程智能軟件國產化發展,並將目標投向了BISTel China,最終於2021年成功將其重組並完全本土化,公司同步更名為「智現未來」。

智現未來不僅保留了原韓國核心團隊,還吸收了大量來自英特爾(Intel)、普迪飛(PDF Solutions)、新思(Synopsys)、蘋果(Apple)等行業知名企業的研發骨幹、人工智能EDA團隊等,原有核心團隊與新團隊配合協調,其研發實力持續壯大,形成「1+1>2」的乘數效應,為智現未來的傳承並創新奠定堅實基礎。

智現未來繼承了BISTel超20年的完整知識產權、行業經驗以及軟件架構體系,同時通過吸收並自主可控的快速發展,打造出海外先進技術本土化的優秀範例,讓中國擁有了一家全球TOP 3的工程智能企業。

智引本土工程智能新標竿

正所謂「工欲善其事,必先利其器」。

智現未來的本土化,不僅要求由中方控股,更要求全部核心技術本土化,而後者也是很多國際企業本土化過程中通常遇到的問題。在這方面,智現未來完成了核心技術的傳承與突破。

首先,智現未來結合本土強大的軟件工程能力和人才儲備,對原有軟件系統進行全面梳理和升級,此擧不僅很好地消化了BISTel China的核心技術,也為蓄力發展做好了大量的優秀的人才儲備;接著,智現未來順應工程智能軟件行業發展趨勢,結合中國高端製造業實際工程需求,對原有系統各個模塊、實現功能、用戶界面、操作習慣等進行全方位改造升級。

在如上多項舉措同步驅動下,智現未來創新能力大幅提升,能夠提供數據收集、智能監控、智能分析、智能預測、智能決策5大能力,幫助客戶更好改善生產工藝,進而為客戶降低生產成本,提高運作效率,提升產品良率和產能利用率;值得注意的是,相比AMAT、PDF Solutions的軟硬一體解決方案,智現未來的純軟件架構具有更強的靈活性,能充分利用原有的硬件資源,為客戶提供極具性價比的工程智能解決方案。

僅智能監控方面,智現未來工程智能平台就提供有eFDC(故障檢測與分類)、eR2R(實時過程控製系統)、eRMS(配方管理系統)、eMPA(監測與性能分析器)、ePPM(預防預測維護)等功能模塊。其中,FDC、R2R/APC等系統,與美商AMAT、PDF Solutions同屬全球第一梯隊。

對工程智能平台來說,數據獲取能力越強,平台的分析能力也越強。基於傳承的20多年豐富經驗,智現未來已打通與行業各類設備商、MES/EAP等平台方的數據隔離,實現與各類生產系統的無縫對接;平台的模塊化設計,還能根據客戶的痛點和需求,提供更具針對性的定製化解決方案。

以半導體或面板領域的成膜工藝應用為例介紹,該工藝的沉積時間越長(假設其他影響因素不變),形成的膜就越厚,極易導致晶圓報廢。如果沒有引入工程智能系統,所有生產環節均會按設定值執行,產品問題可能會在生產完成後才被發現,而此時可能已造成大面積產品報廢情況發生。

當引入工程智能系統後,平台一旦監測到異常,負責實時過程控製的eR2R系統首先曏前道工序設備反餽問題,並指導後續生產如何調整;同步告訴蝕刻等後道工藝節點設備,對該批次問題產品要如何處理,不僅能對問題批次產品進行修正,還能確保後續生產恢復正常,從而杜絕廢品產生,提升產品良率和生產效率。

其中,對異常工藝流程即時參數修正是eR2R的核心能力之一,需要依賴豐富的經驗積累和很強的產品研發能力,而這正是智現未來超20年行業經驗的核心價值體現。

除了升級疊代,產品全面智能化也是智現未來本土化之後的重要創新舉措。事實上,成立之初,智現未來就意識到AI對工程智能未來發展的重要性,並開始著手布局。目前,智現未來已建立完整的AI創新應用研發體系。

基於深厚的技術積累以及持續的產品創新,智現未來工程智能相關產品在國內獲得廣泛應用及復購,已進入到華虹宏力、高真半導體、上海某300mm FAB、北京賽微、中車時代、捷捷微、賽萊尅斯、新昇半導體、中環、協鑫、奕斯偉、金瑞泓、華星光電、京東方、天馬、維信諾、惠科、中芯紹興、Qorvo等企業相關產線,在全球服務超過160個半導體標竿客戶。

據了解,中國幾乎所有的液晶面板廠商都採用了智現未來工程智能解決方案,市場佔有率超過90%;中國TOP 8矽片廠中有5家選用智現未來軟件產品;智現未來同時是本土唯一上線12吋量產產線的工程智能系統供應商,國內8家12吋晶圓廠中,已有5家企業採用智現未來的解決方案,更多國產12吋廠的測試和溝通工作也在積極推進中。

創新性引入大語言模型降本增

智現未來本土化後,管理團隊在類「ChatGPT」們爆火之前,早就將大語言模型與工程智能的結合作為產品布局的重要方向,並在2023年發佈了自己的垂直行業大模型「靈犀」。據了解,智現未來極有可能會是全球第一個在半導體工程智能領域通過用大語言模型產生實際價值,並且應用在現場的企業。

一方面,隨著半導體生產過程的日益復雜化,傳統的分析和處理方法已經難以滿足行業需求。另一方面,面對復雜度、精細化要求越來越高的生產流程,工程師受限於所專注的侷部領域,面臨的專業性挑戰日益提升。在這樣的背景下,智現未來聚焦半導體垂直類大語言模型技術攻尅,並面向市場成功推出「靈犀」大語言模型。通過先進的MOE(Mixture of Experts)架搆,可整合不同領域專家級模型,能夠創造出強大而靈活的整體解決方案,進一步助力行業效率提升、技術難題解決與突破。

「靈犀」大語言模型,能幫助客戶把離散的經驗知識規整為統一的經驗平台,讓寶貴的行業經驗得以滙總和傳承,工程師可以隨時從平台中獲取解決方案;大語言模型還可以接手大量重復性高的任務,從而釋放工程師的時間;工程師也可以從海量數據中快速獲取價值信息;另外,統一的操作界面也簡化了操作流程,大幅提升工作效率。

基於深度學習算法,智現未來的「靈犀」大語言模型還能夠對缺陷圖像、Wafer Map失效模式等進行識別,同時通過大數據處理能力,形成不良品、設備失效產生的原因及趨勢分析報表,並給出良率預測,有助於管理者實時了解生產情況,及時規避各類生產隱患,保證生產過程始終處於最佳狀態,進而達到降本增效的目的。

智現未來基於「靈犀」大語言模型的智能輔助決策系統

截至目前,智現未來如上技術已投入實際應用,其中,某客戶產線存在因分析過程繁瑣且耗時而導致生產效率低下的問題,引入智現未來半導體垂直類大語言模型技術後,原本需要200人一年才能完成的工作量,現在僅需10人在2-3個月內就能完成,不僅大幅提高了生產效率,還顯著降低了人力成本和錯誤率。更重要的是,這一解決方案提升了工程師處理復雜問題的能力,使他們能夠更加專注於最重要的任務。

智現未來表示,前述案例獲得了客戶的高度評價,不僅展示了大模型技術在實際應用中的巨大潛力,也証明了公司在這一前沿技術領域的領導地位和專業能力,「未來將繼續構建社區和生態系統,推動「靈犀」大語言模型在更廣泛的客戶群中的普及和應用。」

小結:賦能中國智能製

作為精細化管理工具,工程智能既能提升半導體製造的良率跟效率,也能夠賦能於其他智能製造領域,本土化之初,智現未來就將「泛半導體+成長中高端製造領域」作為公司的未來發展戰略。

根據中國工業互聯網研究院最新數據,截至目前,全國已累計建成數字化車間和智能工廠近8000個;另據工信部數據,截至2023年,入選年度智能製造示範工廠的單位已達212家。

而隨著中國智能製造戰略的持續推進,未來智能工廠的數量仍將持續增多,其中,根據「十四·五」規劃,至2025年將建成500個以上的智能製造示範工廠,由此,中國對工程智能等精細化管理平台的需求正越發突顯。

而智現未來立足泛半導體領域20多年的產業經驗,正加速向新能源、生物醫藥、化工等領域快速延伸,硃軍表示,「基於大語言模型等創新技術,公司緊抓中國智能製造升級浪潮機遇,以『小步快跑』的策略,優先與各領域頭部企業合作,通過不斷解決行業痛點來實現公司的價值,助力中國智能製造快速發展。」

半導體 語言

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