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卓越製造
超大晶圓廠(GIGAFAB® Facilities)
提供可靠的產能是台積公司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。民國一百零四年,這三座超大晶圓廠的總產能已超過6百萬片十二吋晶圓,目前提供0.13微米、90奈米、65奈米、40奈米、28奈米、20奈米和16奈米全世代以及其半世代設計的生產,同時為提供更先進的製造技術,保留部分產能作為研發用途,以支援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(Super Manufacturing Platform, SMP),除了能讓客戶得到相同的品質與可靠度,還能享有更大的產能彈性、縮短良率學習曲線與量產時間,並減少昂貴的產品重新認證所需要的流程。
工程效能最佳化
作為專業半導體製造服務公司,面對的是多樣化的產品組合。台積公司獨有的製造管理系統,是為克服高度複雜的產品組合,並達到精準控制與優化效率所量身訂作。台積公司已導入工程巨量資料(Big Data)分析平台與機器學習(Machine Learning)的技術,並利用統計製程控制(Statistical Process Control)、先進機台控制(Advanced Equipment Control)、先進製程控制(Advanced Process Control)及晶圓測試(Circuit Probe),來全面優化機台、製程與良率。
為滿足先進且精準的製程控制和確保穩定且高效的生產流程,台積公司導入工程巨量資料探勘與分析(Engineering Big Data Mining and Analysis)、智慧化調機(Intelligent Tool Tuning)和設備腔體匹配(Equipment Chamber Matching)。這些用來協助決策的工程分析平台,藉由「智動化」營運系統的整合,達到自我診斷與自我反應,在提升良率、改善流程、強化除錯、降低成本與縮短先進製程的研發週期等各方面,均成效卓著。
台積公司更深入解析物理量測資料、晶圓允收測試(Wafer Acceptance Test)、缺陷測試、品質保證證明 (Certificate of Assurance, CoA)、晶圓測試(Circuit Probe)與生產環境參數之間的關聯性,找出影響產品品質優劣的關鍵因素,以優化良率管理,同時也滿足客戶特殊的製程與多元的產品需求。
精實與智慧生產
台積公司憑著精實(Lean)與智慧生產(Intelligent Operation),持續推動卓越製造。台積公司發展出精實的在製品與生產線管理系統(Lean WIP Line Management System),用以精準控制在製品水位,並配備彈性化的需求╱產能模型系統(Flexible Demand/Capacity Modeling System),以敏捷地支援客戶的緊急需求,並且提供客戶準時交貨和最佳的生產週期。
為持續改善工廠的生產效率,台積公司已引進物聯網(Internet of Things)和智慧化行動裝置。特別是在成熟工廠,這些新的應用改善了資料收集、良率追踪、物料傳送和流程效率。
為落實卓越製造的承諾,台積公司已整合了先進資料分析、智慧診斷(Smart Diagnostic)、自我反應引擎(Self-reactive Engine)和生產知識(Operation Knowledge)等技術,把工廠的生產模式,從「自動化」革新為「智能化」,以優化生產效率和品質,最大化成本效益,並加速全面創新。
主要原物料暨供應鏈風險管理
在民國一百零四年,台積公司持續定期召開供應鏈風險管理會議,與晶圓廠、品質及相關業務單位共同鑑別並管理供應商供貨產能不足、品質問題或供應鏈中斷的相關風險。台積公司也與供應商合作提升品質、交期、永續管理的成效,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 |
---|---|---|---|
矽晶圓 |
F.S.T. |
這五家供應商之矽晶圓產能合計佔全球供應量的90%以上。 為因應客戶需求,這五家供應商分別在北美、亞洲及歐洲皆有工廠。 |
|
製程用化學原料 |
Air Products Avantor |
這九家供應商均為全球主要的製程用化學原料製造商。 |
|
黃光製程材料 |
Dow |
這七家供應商為全球主要的黃光製程材料供應商。 |
|
氣體 |
Air Liquide Entegris Linde LienHwa OCI Materials |
這六家廠商為全球主要的特殊氣體供應商。 |
|
研磨液、研磨墊、鑽礦碟 |
3M |
這九家廠商為全球主要的化學機械研磨材料供應商。 |
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最近二年度佔全年度進貨淨額10%以上之供應商資料
單位︰新台幣仟元
名稱 |
民國104年 |
民國103年 |
|||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
金額 |
佔全年度進貨 |
與發行人之關係 |
金額 |
佔全年度進貨 |
與發行人之關係 |
||||||
甲公司 |
7,981,126 |
15% |
無 |
8,496,410 |
17% |
無 |
|||||
世界先進公司 |
7,148,777 |
13% |
採權益法評價之被投資公司 |
7,424,566 |
14% |
採權益法評價之被投資公司 |
|||||
乙公司 |
6,452,073 |
12% |
無 |
6,147,991 |
12% |
無 |
|||||
丙公司 |
5,457,120 |
10% |
無 |
4,598,275 |
9% |
無 |
|||||
丁公司 |
4,336,724 |
8% |
無 |
5,471,062 |
11% |
無 |
|||||
其他 |
22,323,841 |
42% |
|
18,889,285 |
37% |
|
|||||
進貨淨額 |
53,699,661 |
100% |
|
51,027,589 |
100% |
|
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,並以優良且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,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;民國一百零二年,此項合作更延伸至鰭式場效電晶體(FinFET)。此外,為了提升半導體供應鏈的產品品質,品質暨可靠性組織於民國一百零一年五月,與「國際半導體設備材料產業協會」(SEMI)共同成立積體電路品質委員會(IC Quality Committee)。民國一百零三年,在後段封裝技術開發方面,品質暨可靠性組織與研發組織及後段技術服務組織共同合作,完成了封裝內建封裝(Package-on-Package, PoP)的技術發展,主要封裝測試供應商已開始生產,支援行動應用產品,PoP出貨量已超過二億顆,且沒有任何重大品質問題。
民國一百零三年,品質暨可靠性組織完成了20奈米╱16奈米先進製程新材料供應商的深入性稽核作業,並且宣告了材料供應商須符合的品質系統要求,以強化先進製程材料供應商出貨品質。民國一百零四年,將10奈米先進製程新材料供應商納入稽核作業,同時鼓勵供應商參加全國性的團結圈競賽以期自主提升品質。此外,大部分先進製程材料供應商已達成三倍標準差製程管制的目標。同時推行創新的統計方法,以較佳的品質管制來達成擴大製造操作範圍(Manufacturing Window)的目標,其應用範圍包括原物料、廠務、量測與製程設備、晶圓允收及可靠性測試。自民國一百年起,品質暨可靠性組織更將晶圓出貨目視檢驗的允收品質水準(Acceptable Quality Level)規格,從原先的0.65%改善至0.4%。
為了保障產品品質,並在發生問題時,降低客戶的風險,製造品質的控管及事件的管理,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。產品故障、材料及化學分析在台積公司的品質控管上扮演著重要的角色,自製程開發早期階段至封裝測試階段都採用這些分析能力,包括原物料、氣態微分子污染物、製程研發所需的深入材料特性分析及客戶退貨產品的失效分析。民國一百零四年,台積公司持續積極地投資最先進的電子束╱離子束顯微鏡及表面分析設備。這些投資進一步改善了原本已是世界等級的穿透式電子顯微鏡分析時效及產能,為了服務客戶不斷變化的分析需求,台積公司更加強化動態故障定位能力以及電路設計除錯的分析能力,包括成功建立起公司內第一部完全作為電路編輯的聚焦離子束系統。民國一百零三年,鑑於確保原物料及化學品進料品質的重要性,台積公司提升了化學品進料內金屬不純物的偵測能力至一兆分之一的水準。台積公司與客戶及供應商合作,在傳統上屬於整合元件製造商及無晶圓廠領域的動態故障定位能力上展現了顯著的進展。民國一百零四年,台積公司將這類分析完成自動化的技術以增進效率。此外,由於台積公司在積體電路封裝領域的成長,台積公司也提振多晶片封裝的失效分析能力,許多在分析技術方面的努力及增加新的設備能力也將會持續到民國一百零五年。
為了符合電子產業無鉛產品及綠色封裝的趨勢使無鉛凸塊後段製程的細間距解決方案能應用在客戶產品上,品質暨可靠性組織與主要封裝測試供應商,共同合作完成了瘦長型銅凸塊的製程認證,使銅凸塊製程可以應用在16奈米FinFET晶片的封裝產品。此項合作使客戶能成功導入與量產無鉛16奈米FinFET產品,且享有優異的封裝品質。民國一百零四年,超過4000萬顆的產品已經出貨,並且沒有任何重大品質問題。品質暨可靠性組織並與研發組織共同合作完成了整合型扇出型封裝的元件可靠度測試及產品可靠度測試,使得客戶產品在民國一百零四年第四季開始可以應用。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、嵌入式快閃記憶體及微機電系統等應用,建立可靠性測試及監控作業,以提供客戶卓越的特殊製程製造品質。
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。民國一百零四年,台積公司品質管理系統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: 2012的要求。