在半導(dǎo)體等先進(jìn)工業(yè)中，生產(chǎn)往往面臨在復(fù)雜設(shè)備環(huán)境下進(jìn)行管理的挑戰(zhàn)。在這些環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)高度專業(yè)化、相互關(guān)聯(lián)，并且經(jīng)常需要重新配置。

傳統(tǒng)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）在這樣的環(huán)境中所面臨的一個(gè)主要難題是：在不犧牲運(yùn)行效率的前提下，適應(yīng)動(dòng)態(tài)的生產(chǎn)需求。復(fù)雜的設(shè)備場(chǎng)景通常涉及生產(chǎn)計(jì)劃和資源分配的頻繁變更。MES不僅需要平穩(wěn)地管理這些轉(zhuǎn)變，還必須確保設(shè)備在其限制范圍內(nèi)運(yùn)行，并維持最佳性能。

這些挑戰(zhàn)凸顯了MES在適應(yīng)性、可擴(kuò)展性和集成能力方面不斷發(fā)展的必要性，以滿足現(xiàn)代制造環(huán)境的需求。

半導(dǎo)體多腔體設(shè)備問題

在半導(dǎo)體前段制造的一些關(guān)鍵工藝中，如沉積和刻蝕，機(jī)器通常配備多個(gè)腔體或處理模塊，這些腔體可以被設(shè)置用于執(zhí)行不同的工藝步驟。例如，在一臺(tái)金屬沉積設(shè)備中，可能有一個(gè)腔體用于沉積銅，另一個(gè)用于鋁，再一個(gè)用于鈦等。在每一個(gè)工藝步驟中，一片晶圓通常只會(huì)經(jīng)過其中一到兩個(gè)腔體，然后繼續(xù)進(jìn)入下一步的光刻或刻蝕流程。

這種腔體的多樣性為生產(chǎn)操作帶來了更高的靈活性，同一臺(tái)設(shè)備可以被用于工藝流程中的不同階段，適應(yīng)于更高的產(chǎn)品混合度。這些機(jī)器可以同時(shí)處理來自不同批次、處于不同工藝階段的晶圓，并分布在不同腔體中進(jìn)行加工。

每個(gè)腔體的工藝配置（即用于哪種元素的處理）需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)各種元素的需求來決定，以平衡在制品（WIP）并避免某些腔體出現(xiàn)瓶頸。

從某種程度上說，每個(gè)腔體都像是一個(gè)獨(dú)立的工具，擁有自己的生產(chǎn)計(jì)劃、派工調(diào)度和維護(hù)計(jì)劃。

但另一方面，這些腔體仍然只是一個(gè)更大機(jī)器的一部分，該機(jī)器還包括所有的載片端口、傳輸模塊和處理模塊。這些腔體只能通過頂層的整機(jī)系統(tǒng)來使用，由該系統(tǒng)與操作員和外部系統(tǒng)進(jìn)行交互，管理設(shè)備的作業(yè)隊(duì)列，并執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工藝配方流程。

單臂式集群設(shè)備，配備四個(gè)腔體

在多腔體設(shè)備的場(chǎng)景中，MES 面臨的一大挑戰(zhàn)是：如何根據(jù)主設(shè)備的可用性以及其內(nèi)部各個(gè)處理腔體模塊的可用性來管理在制品。例如，如果銅沉積腔體出現(xiàn)故障，需要銅層處理的物料就必須被重定向到其他設(shè)備上。然而，主設(shè)備本身仍然是可用的，可以繼續(xù)處理只需要鈦或鋁沉積腔體服務(wù)的物料。

這種基于設(shè)備子組件狀態(tài)的派工規(guī)則的更高層次邏輯，在傳統(tǒng) MES 平臺(tái)中常常是缺失或不夠完善的，這就需要人工干預(yù)和手動(dòng)調(diào)整在制品，嚴(yán)重削弱了 MES 在高效排產(chǎn)方面的能力。

MES 如何做得更好？

大多數(shù)通用型 MES 主要關(guān)注滿足 80% 的常見使用場(chǎng)景。但實(shí)際上，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠 -- 未被滿足的那 20% 的場(chǎng)景，往往就會(huì)顯著阻礙生產(chǎn)效率，降低 MES 的性價(jià)比。

因此，MES 不僅要覆蓋大多數(shù)行業(yè)通用的典型場(chǎng)景，還應(yīng)具備良好的靈活性，能夠輕松擴(kuò)展以適應(yīng)特定工廠的需求，而無需高昂的定制成本。

凱睿德制造 MES 的最新版本就提供了針對(duì)多腔體設(shè)備集群和批次設(shè)備場(chǎng)景的專門管理、派工和追蹤功能。原本系統(tǒng)已經(jīng)能夠很好地支持各類獨(dú)立設(shè)備與線體式生產(chǎn)設(shè)備場(chǎng)景，新的版本是原功能基礎(chǔ)上的擴(kuò)展。