MES 軟硬體大串聯！台達助攻昇陽打造全球首座自動化再生晶圓廠

昇陽半導體自 2022 年斥資新台幣 72.8 億元在台中港科技產業園區成立中港分公司，興建全世界第一座自動化與智慧化再生晶圓製程工廠以來，不斷擴增產能，昇陽半導體 2024 年底總產能已達 63 萬片，產能和技術皆為世界第一，為全球再生晶圓龍頭，2025 年將加速擴產，擴大領先差距。

在昇陽產能大躍升的背後，台達製造執行系統 MES、客製化的生產演算排程 RTD、統計製程管制系統 SPC 及中央監控系統 CFM 等一系列軟體成為最佳神助攻，為昇陽快速實現晶圓再生製程的全面自動化與智慧化，建立串聯關鍵系統的強大基石。

昇陽半導體管理中心資深副總黃豐年表示，昇陽是成立已 28 年的再生晶圓大廠，在 2018 年迎來關鍵轉捩點。首先，IPO 促進了加大投資，在當時新任總經理蔡幸川的帶領下，因技術提升與價格優勢，成功突圍日商獨大的再生晶圓技術與市場局面，在全球 12 吋再生晶圓市場名列前茅。

▲ 昇陽半導體管理中心資深副總黃豐年及資訊部資深經理張文雄接受科技新報專訪，分享昇陽中港廠的自動化心路歷程。（Source：科技新報）

昇陽打造中港廠有其時空背景的必要性，最早可追溯到 2020 年，為了快速呼應客戶擴產需求，蔡幸川向董事會提出擴充第二棟廠房的建議。隨著客戶的擴產，更加快中港廠的速度。

此外，自 2019 年爆發新冠疫情以來，半導體產業已面臨長期人工大量不足的困境，為了解決缺工問題，昇陽看好自動化廠房在降低人力依賴度與成本，以及提升工作效率與產能的潛力，因而決定在中港分公司打造全自動化再生晶圓智慧工廠。

跨產業導入經驗與 know how 加持，挹注強大後勤服務能量

昇陽以往的廠房設備為手動或半自動，需借助具自動化技術且有豐富實戰經驗的廠商協助。幾經評估，台達提供的解決方案因具備模組化架構、開放式介面等極具彈性化的優勢，脫穎而出。黃豐年指出，台達高整合度的自動化與解決方案最能滿足晶圓廠房需求，是最適合昇陽的合作夥伴。

昇陽中港廠全自動化生產製造系統包括三大核心：台達的製造執行系統 MES（Manufacturing execution Systems）、昇陽的設備自動化程式 EAP（Equipment Automation Program）以及負責自動翻送物料的天車 OHT（Over-Head Hoist Transport）。

黃豐年表示，以上三大核心必須緊密結合才能實現自動化，昇陽擁有自行開發的 EAP，但仍需搭配身為自動化製造系統的運行核心 MES。因此，具備完善 MES 功能，並能與他廠天車系統及昇陽 EAP 無礙溝通與串聯的廠商極為重要。

昇陽半導體資訊部資深經理張文雄指出，台達的 MES 能支援多種通訊協定，擁有串聯他廠天車的豐富經驗，以及橫跨化學廠、封裝廠、晶圓廠及印刷電路板 PCB 廠的實際導入經驗與 know how，加上台達擁有能即時解決各種疑難雜症的強大後勤服務能量，是昇陽攜手台達，共同合作打造全自動化中港廠的主要原因。

▲ 台達 MES 製造執行系統能無縫整合不同廠牌的設備自動化程式 EAP 及天車，協助昇陽完成中港廠的智慧自動化。（Source：台達電子）

台達 MES 與昇陽 ERP + 機聯網的完美介接，全面落實智慧自動化

台達協助昇陽在中港分公司推動「昇陽全自動化生產系統」專案，全面導入包括 MES、生產演算排程 RTD-DPS（Real Time Dispatcher -Detail Production Schedule）、派送管理系統 RTD-DCS（Dispatching Control System）、統計製程管制系統 SPC（Statistical Process Control）及中央監控系統 CFM（Central Flow Monitor）等一系列關鍵系統。

台達 MES 系統能與昇陽 ERP 及其機聯網系統介接，從 ERP 下載工單及 BOM 表或上傳 NG 不良數、報廢數及物料使用量等資訊，並接受及回覆昇陽 EAP 來自 MES Host 伺服器有關製品配方（Recipe）ID 的詢問。昇陽 EAP 後端的昇陽配方管理系統 RMS 會藉由 Rabbit MQ 訊息佇列服務軟體檢核設備 Recipe ID 是否正確。

此外，台達 DCS 系統也會透過 SECS 通訊標準與物料搬運系統 MCS 及天車介接，進行搬送命令下達及搬送結果回傳等作業。台達透過這樣的整廠軟硬資訊串聯，協助昇陽中港廠落實智慧自動化。

然而，在導入過程中難免會遇到一些待解問題。首先是 EAP 整合上有關製程與檢測流程的問題，以及因帳料不符導致系統無法繼續運行的狀況，但最終均透過與台達共同努力，找出能將系統帳目調到相符的方法。

比起半導體晶圓製造，再生晶圓製程因途程路徑較少所以相對簡單，但其複雜之處在於設備使用的 Recipe 設定。每片晶圓的品質厚度都會影響到設備使用的 Recipe，導致系統維護的負荷量增加。為了解決此一問題，昇陽決定額外擴充一年工程師駐廠服務，並透過駐點與長時間的手把手技術交流，提升昇陽自身二次開發的能力

整個自動化專案從 2021 年 7 月啟動起，歷經規格需求釐清、系統整合上線、系統測試、技術支援與輔導等階段，迅速地在短短 1 年後的 2022 年 8 月正式上線。黃豐年表示，系統正式上線後，十分順利，運行無阻。

中港廠人力成本大降僅新竹廠 1/10

台達 MES 等系統的導入，以及與昇陽內部 EAP 及天車無縫串接後的效益卓著。「昇陽全自動化生產系統」正式上線後，再生晶圓製程自此徹底擺脫人力短缺的束縛，不僅大幅節省人力成本，更完美帶動生產效率、產能及品質的全面提升。據估計，中港廠的人力成本僅僅只有新竹廠的 1/10。

黃豐年指出台達自動化專案的成效共有三項，首先是人力需求及成本大幅降低，其次是貨品下錯 Recipe 或參數的情況減少，再來則是整體製程監控的完整度與效率顯著提升。尤其台達 MES 系統可以追蹤不同機台在不同時間點的每一片晶圓良率。換言之，台達解決方案的最大優點，即是能在任何時間、任何站點即時回饋特定晶片的製程履歷。張經理補充指出，自動化帶來的是成本、品質與追蹤的全面改善。