卓越製造

超大晶圓廠 (GIGAFAB™)

台積公司的十二吋超大晶圓廠是其製造策略的重要關鍵。台積公司目前擁有三座十二吋超大晶圓廠—晶圓十二廠、晶圓十四廠及晶圓十五廠。民國一百零一年,這三座超大晶圓廠的總產能已達到393萬6,000片十二吋晶圓,目前提供0.13微米、90奈米、65奈米、40奈米、28奈米、20奈米全世代以及其半世代設計的生產,並保留部分產能作為研發用途,以支援16奈米、10奈米及更先進製程的技術發展。台積公司的整合製造管理平台除了能讓客戶得到相同的品質與可靠度的表現,還能享有更大的產能彈性、縮短良率學習曲線、量產時間,並減少昂貴的產品重新認證所需要的流程。正因具備這樣的能力,晶圓十五廠28奈米十二吋晶圓月產能得以在短短八個月內,從0片快速擴充到5萬片,積極滿足客戶需求。

工程效能最佳化

台積公司利用先進機台控制(Advanced Equipment Control)與即時缺陷偵測分析(Fault Detection & Diagnosis)等最先進的資訊科技系統,並透過資訊整合、工作流程最佳化與自動化,來優化機台效能、改善機台效率、效能及工程能力。

台積公司並使用最先進分析方法,定義出與產品效能相關的機台與製程參數,並使用虛擬量測(Virtual Metrology)、整合良率分析管理的先進製程控制(Advanced Process Control)、即時缺陷偵測分類系統(Fault Detection Classification)、統計製程控制(Statistical Process Control)、晶圓測試(Circuit Probe)等方法,達到最優化的機台製程能力,符合產品效能。

在每一個製程步驟所建立的精準模型與控制,能驅動智慧模組化迴圈控制。這種製程控制方法,可以透過最先進的電腦整合製造方法派工,同時也能在高度複雜的半導體生產環境中,展現精準製造的實力。

精準製造

台積公司獨有的製造架構,是為擁有複雜產品組合的專業積體電路製造服務而所量身訂作。為了卓越製造的承諾,台積公司發展出最精細複雜的排程、即時派工與物料自動搬運系統,不斷改善並簡化生產流程,以期能在最短時間內用最有效的方式服務客戶。台積公司透過即時監控、分析與診斷機台生產力,能將生產的干擾降到最低,並獲得最佳的成本效益。

邁向十八吋晶圓製造

台積公司已加入「全球十八吋晶圓聯盟(Global 450mm Consortium)」,該聯盟位於紐約州Albany之紐約州立大學奈米科學工程學院(College of Nanoscale Science and Engineering of New York University),由五家晶圓製造公司協同重要的十八吋機台供應商,與代表紐約州政府的紐約州立大學奈米科學工程學院共同組成,並由該學院提供十八吋晶圓潔淨室以驗證業界生產能力。

台積公司目前已有16位擁有豐富半導體經驗的同仁派駐於該聯盟,台積公司擔任該聯盟營運總經理,領導半導體業界,以深具成本效益的方式,進行十八吋晶圓機台轉換。這座十八吋晶圓潔淨室預計於民國一百零二年第一季開始裝機,並於同年底完成主要機台安裝。

除了催生十八吋晶圓機台的完備就緒外,台積公司也將發展創新的十八吋晶圓營運模式,來為客戶創造半導體晶圓製造所能帶來的最大價值,其中包括提供最佳品質及最具競爭力生產週期的最新世代技術。十八吋晶圓將成為半導體晶圓製造的全新世代,並擁有較今日更佳的先進製造能力。

主要原物料暨供應鏈風險管理

在民國一百零一年,台積公司資材供應鏈管理處、各廠區、風險管理處及品質系統管理處,持續透過定期召開之供應鏈風險管理會議,進行供應鏈風險管理與改善計劃。台積公司也與供應商合作提升品質、交期、風險管理的成效,並支持綠色採購、環境保護和工業安全。

主要原物料供應狀況

主要原物料名稱 供應商 市場狀況 採購策略
矽晶片 F.S.T.
MEMC
S.E.H.
Siltronic
SUMCO
這五家供應商之矽晶片產能合計佔全
球供應量的90%以上。

為因應客戶及市場需求,這五家供應
商分別在北美、亞洲及歐洲皆有工廠。
  • 矽晶片供應商必須通過台
    積公司嚴格的製程鑑定程
    序。
  • 向多個不同供應商購買矽
    晶片,以確保量產無虞並
    分散採購風險。
  • 與供應商之間維持合理的
    價格及服務協議,在必要
    時會與主要供應商擬定策
    略或合作協議。
  • 定期檢討供應商的產品品
    質、交期準確性、成本及
    服務表現,並將結果併作
    未來採購決策參考。
  • 定期稽核供應商的品管系
    統,以確保台積公司能持
    續提供高品質的產品。
製程用化學原料 Air Products
ATMI
BASF
Dow
KANTO-PPC
MGC
這六家供應商均為全球主要化學品製
造商。
  • 大部分供應商設營運據點
    接近台積公司主要的生產
    中心,大大改善了採購的
    後勤支援。
  • 定期檢查供應商,以確保
    貨源供應品質。
黃光製程材料 AZ
Dow
JSR
Nissan
Shin-Etsu Chemical
Sumitomo
T.O.K.
這七家供應商為全球主要的黃光製程
材料供應商。
  • 與供應商密切合作,共同
    開發適合台積公司製程應
    用及成本需求的黃光材料。
  • 定期與供應商檢討供貨品
    質、交貨狀況、廠商永續
    經營及綠色環保計劃,共
    同擬定強化方案並檢視執
    行狀況,以確保供應鏈持
    續進步。
氣體 Air Liquide
Air Products
Linde
Taiyo Nippon Sanso
這四家廠商為全球主要的特殊氣體供
應商。
  • 這四家供應商分別位於不
    同國家,有助於台積公司
    降低採購風險。
  • 定期稽核供應商,以確保
    廠商的供貨能力及品質。
研磨液、研磨墊
、鑽石碟
Asahi Glass
Cabot Microelectronics
DA Nano
Dow Chemical
Fujifilm Plannar Solutions
Fujimi
Hitachi Chemical
Kinik
3M
這九家廠商為全球主要的化學機械研
磨材料供應商。
  • 與供應商密切合作,共同
    開發適合台積公司製程應
    用及成本需求的材料。
  • 定期與供應商檢討供貨品
    質、交貨狀況、廠商永續
    經營及綠色環保計劃,共
    同擬定強化方案並檢視執
    行狀況,以確保供應鏈持
    續進步。

最近二年度佔全年度進貨淨額10%以上之供應商資料

最近二年度佔全年度進貨淨額10%以上之供應商資料

品質暨可靠性

台積公司在業界向來以承諾提供客戶最高品質的產品及服務著稱。台積公司的品質暨可靠性組織則致力以「客製化的品質服務」來滿足客戶的需求,為客戶的各項產品在市場上搶得先機,並以優良可靠的產品品質來強化競爭力。

品質暨可靠性組織在技術發展與客戶產品設計階段,即協助其將產品可靠性的需求導入產品設計中,自民國九十七年起,即與研發組織合作開發並成功建立高介電層/金屬閘元件之可靠性測試方法及條件;同時也參與設計暨技術平台組織開發嵌入式記憶體、高壓半導體電路、電子熔絲及微機電系統等矽智財,以擴大台積公司設計服務的廣度與深度。民國九十八年,品質暨可靠性組織與研發組織及設計暨技術平台組織合作,藉由整合的研發與設計品質平台,改善了設計套件的品質。民國一百零一年,品質暨可靠性組織持續地與研發及設計團隊合作,利用智慧型工程資料分析軟體(iEDA)的布局平台,共同開發了設計法則的整合管理平台(DRM)。此外,品質暨可靠性組織為了改善第三者及客戶的位元單元  (Bit Cell)  變更管理,發展了靜態隨機存取記憶體單元(SRAM Cell)的審查系統,並與「國際半導體設備材料產業協會」(SEMI)於民國一百零一年五月共同成立積體電路品質委員會(IC Quality Committee),以提升半導體供應鏈的產品品質。在後段封裝技術開發方面,品質暨可靠性組織與研發組織、後段技術服務組織及產品發展組織共同合作,投入開發CoWoS™(Chip on Wafer on Substrate)技術並成功量產。品質暨可靠性組織於民國一百年完成功率循環(Power Cycling)測試,並將於民國一百零二年導入熱循環、彎曲、墜落、振動測試,更進一步研究封裝特性在應用系統中的極限。

為了滿足客戶的市場需求,品質暨可靠性組織建立各項制度及系統,以期在包括第三方矽智財管理的各項生產動態管理及設計服務中,為客戶產品品質嚴格把關。另外,品質暨可靠性組織亦推行創新的統計方法,大幅改善量測及生產機台間的差異,以提升製造品質,並成功地應用在廠務、量測與製程設備、晶圓允收及可靠性測試。民國一百年,品質暨可靠性組織將晶圓出貨目視檢驗的允收品質水準(Acceptable Quality Level, AQL)規格,從原先的0.65提高至0.4。

台積公司完善的事件處理及製造品質的控管,橫跨了自原物料供應、光罩製造、即時生產製程監控、晶圓封裝測試至可靠性效能等階段,一旦發現問題,即立刻予以解決,以保障產品品質、降低客戶的風險;並以先進的產品故障分析技術及材料分析技術的開發及應用,快速有效地解決在製程發展、客戶新產品開發以及產品製造過程中所產生的問題。民國一百零一年,針對先進製程技術,我們除了將分析技巧應用於機台與生產流程的驗證與監控外,更快速引進最先進的電子顯微鏡、化學分析技術及故障隔離設備來支援20奈米及16奈米的技術發展。

為了符合電子產業無鉛產品及綠色封裝的趨勢,品質暨可靠性組織與主要封裝測試供應商,共同合作完成了0.13微米、45奈米、40奈米及28奈米的無鉛凸塊封裝製程認證,滿足客戶對無鉛產品的品質要求。此項合作使客戶能成功導入與量產無鉛產品,且享有優異的封裝品質。民國一百零一年,在品質暨可靠性組織的品質管理下,台積公司更將晶圓級晶片尺寸封裝(Wafer Level Chip Scale Package)製程的產量推升至每月2萬片晶圓;而無鉛凸塊封裝製程的產量亦提升至4萬片晶圓,且沒有任何重大品質的問題。另外,在主流技術上,品質暨可靠性組織與客戶針對嵌入式快閃記憶體矽智財的超低、極低及低漏電與高耐受度、整合被動元件(Integrated Passive Device)、銅與鋁銅內導線複合製程進行共同驗證;同時亦針對汽車電子、高壓元件、互補金屬氧化物影像感測器及嵌入式快閃記憶體等應用,建立可靠性測試及監控作業,以提供客戶卓越的晶圓製造品質。

品質暨可靠性組織不斷引導台積公司透過持續改善方案,朝向零缺點的目標而努力。台積公司所提供的產品品質獲得客戶高度肯定,持續符合或超越業界對品質及可靠性的要求。民國一百零一年,台積公司品質管理系統(包括研發實驗室)通過第三者稽核認證,持續符合汽車產業品質標準ISO/TS 16949:2009及國際電工協會電子零件品質認證制度IECQ QC 080000的要求。