台達與環球儀器強強互補!為半導體客戶帶來智慧製造整體價值

作者 | 發布日期 2024 年 05 月 20 日 9:00 | 分類 半導體 , 封裝測試 , 晶圓 line share follow us in feedly line share
台達與環球儀器強強互補!為半導體客戶帶來智慧製造整體價值


自 2015 年推出「DSM 台達智能製造」(Delta Smart Manufacturing)計畫以來,身為全球工業自動化領導品牌的台達致力推動從設備、產線、内物流到整廠全面自動化。台達接著在 2021 年底收購美國百年電子組裝與精密自動化設備商環球儀器(Universal Instruments),兩家公司歷經近 2 年的強強融合,攜手改良並開發出許多能滿足市場需求的技術、功能與設備,不僅加速了台達智慧製造的全面佈局,並展現垂直水平整合效益,進一步拓展商機。

中國人口紅利下降,台達偕環球儀器加速佈局智慧製造

近年來,中國大陸因人口老化趨勢,引發勞動力短缺與工資上漲,過去造就「世界工廠」的人口紅利優勢已不復見。同樣的,以往製造業在大陸長久依恃的「人海戰術」經營模式也到了改弦更正以救亡圖存的危機關頭。

台達機電事業群智能製造事業部總經理林哲民表示,為了因應此一變局,同時實現工業 4.0,台達於 2015 年開展「台達智能製造」計畫,目標將所有產線全面升級自動化,希望在提高產能的同時,提升人均產值、降低人力支出成本。同時,台達積極推動設備自動化、過程自動化與物流自動化,進而實現工業「智動化」的終極目標。

台達近年加速佈局汽車電子領域,一直積極尋找合作夥伴,收購環球儀器就是在這樣的時空背景下達成。精通表面黏著技術的環球儀器一開始是以 SMT 高速貼裝設備起家,近幾年也開始跨足半導體封裝事業,和台達強強整合下,不僅有助台達智能製造計畫的推展,並能開發更多滿足市場需求的解決方案。環球儀器在車用整合電源模組擁有獨特技術,對台達進一步佈局汽車電子會有不小幫助。

同一平台支援多種供料、貼裝與接合,提供全方位的異質整合組裝解決方案

環球儀器亞洲區總經理謝偉昌指出,進入後摩爾定律時代,業界開始發展半導體先進封裝來克服前端先進製程所面臨的物理瓶頸。面對這樣的趨勢,環球儀器延續並整合過去在 SMT 貼裝設備與傳統半導體封裝上所累積的雄厚經驗、資源與技術,積極跨入先進封裝市場,推出專門訴諸平台式概念的設備解決方案。面對從晶片、封裝結構到終端電子產品日趨微小化、輕薄化、高功率、高效能與高 I/O 數的需求,再加上各種應用與產品的不同要求,環球儀器能透過同一平台來應對。

進一步而言,自 1997 年開始涉入半導體封裝接連推出 GSMxs 及 GenesisSC 兩代平台之後,環球儀器接著在 2017 年發表第三代 FusionSC 高速多晶片先進封裝平台。該平台支援 2.5D 封裝、異質封裝、晶圓級扇出型封裝、面板級扇出型嵌入式基板封裝、先進 GPU/CPU 封裝及電源模組封裝等各種先進封裝,更同時將多種供料方式、元件貼裝處理及接合方式集於一身,堪稱是業界領先,完整、具經濟成本效益的異質整合組裝解決方案。

在供料上,FusionSC 既可搭配市面上各種供料裝置(包括托盤、華夫盤、捲帶等送料機),也可整合環球儀器專利開發並支援8種不同大小晶圓供料的高速晶圓送料機(High-Speed Wafer Feeder,HSWF)。在貼裝上,透過 FusionSC,半導體業者可以在同一設備上,將各種範圍的晶圓和主/被動元件貼裝在任何基板與載體上。

半導體封裝最大的痛點,莫過於針對各種不同的晶片與元件的供料與貼裝處理,傳統必須搭配各種不同專用的供料與貼裝設備,不僅會徒增投資成本、佔地面積與製程上的複雜性,不同設備間也可能因為效能與效率的不一致,進而導致設備稼動率下降與直通率(First Pass Yield,FPY)不佳的問題出現。透過 FusionSC 的導入,以上問題可以完善解決。

謝偉昌強調指出,FusionSC 是一台兼具高速、高精度、大容量並支援全閉環品質控制與回饋的先進封裝平台,其貼裝速度可達每小時 1 萬多個主動元件,完美地在半導體封裝上實現媲美 SMT 表面黏著速度的高性能。這套設備並且能以 10 微米(μm)以內的高精度、小於 3 微米以內的貼裝重複度,實現高精度晶圓和被動元件的貼裝處理,進而完成整個模組的生產。

充分發揮智慧製造價值,彈性化、整合化與智慧化成為台達最大優勢

針對當前半導體前端的矽晶圓製造,林哲民分析指出,矽晶圓檢測供應商向來採用日本與歐美的相關設備,儘管這些設備符合高精度與高穩定度的要求,但卻一直存在製造流程與品質檢測落後的痛點。舉例而言,傳統的晶圓邊緣研磨設備必須在完成一個 Lot 批量的晶圓切磨流程之後,才能進行良率的檢測,由於無法即時(in-time)檢測製程品質,這樣的製程往往會造成大量不良品的產生,這凸顯出當前晶圓製程與製造設備所帶來的智慧製造效益和使用者的期待有落差。

台達長年將智慧製造觀念深植自家的 DSM 設備與流程之中,台達發展的晶圓磨邊設備,在進行晶圓各種的切削研磨抛加工的同時,就能夠即時檢測晶圓所在位置、磨刀品質,以及兩者之間的相對關係,以便在晶圓製作完成之前,預先避免人為、機器精度與設定等任何錯誤,避免製造不良,進而為顧客帶來符合智慧製造精神的整體價值。

值得一提的是,過去台達投入太陽能晶圓高速檢測設備,目前已將這方面的技術套用在當前半導體晶圓製造上,生產速度遠勝當前業界設備的產能。除了即時檢測功能外,台達在前端晶圓檢測同時整合 X 光檢測功能,進而滿足微小/埋入性瑕疵檢測的需求,滿足客戶對瑕疵檢測的嚴苛要求。

持續強化設備與日俱進的新價值,開發滿足不同應用需求的產品組合

針對先進封裝設備市場,台達不會只著眼在速度、成本等單一環節上,而會強調能為客戶提供整體性的附加價值。在這方面,台達會透過持續性的迭代即時更新,不斷地強化設備與日俱進的新功能與新價值。能夠實現此一目標的強力後盾,即為環球儀器成立的「APL 先進製程實驗室」與「AREA 電子組裝先進研究聯盟」,兩個組織致力於先進封裝相關新技術的探索與研究,並協助半導體客戶開發或更新下一代的產品或功能。

如何無縫實現 1+1 大於 2 的效益,一直都是任何企業合併案中的重要課題與目標。謝偉昌表示,今後會持續進一步微調與整合兩家公司在製造管理上的各種資源,並擴大半導體前後端的垂直水平深度整合與供應鏈規模,進而發揮一加一等於「王」的終極效益。

林哲民表示,台達與環球儀器持續以開放的態度互相運用彼此的強項,包括前者的智慧製造及自動化,後者的 All-in-one 整合力與各種半導體後端專利底層技術。一方面透過台達積極創新的企業文化,另一方面整合運用環球儀器底層技術與功能模塊,來大幅縮短設備新機型的開發時程,並推出能滿足更多不同市場應用領域需求的產品組合,藉此強強密切合作各展所長,充分發揮技術、行銷和銷售之間最佳的互補效應,大幅加速企業未來長遠的發展。

(首圖來源:台達電子)

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