臺(tái)積電生產(chǎn)主管秀出一張張嚴(yán)禁攝影的投影片，剖析如何善用機(jī)械學(xué)習(xí),、大數(shù)據(jù),，打造出超越三星,、格羅方德的制程管理,。 一位臺(tái)積公關(guān)主管事后都驚訝的說，「他怎么講這么多,，難道不怕競爭對(duì)手拿去抄? 」
走進(jìn)新竹科學(xué)園區(qū)的臺(tái)積電總部大廳,，會(huì)看到墻上英文寫就的三大信條：「技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)、制造卓越,、顧客信賴」,。 其中,，制造卓越(manufacturing excellence)一塊，臺(tái)積電過去總是諱莫如深,，極少談?wù)摷?xì)節(jié),，但在同業(yè)眼里，卻是臺(tái)積電與三星,、格羅方德拉開距離的真正關(guān)鍵,。
5 月底的 2017 年臺(tái)灣技術(shù)論壇，臺(tái)積電首度揭露部分先進(jìn)制造的秘密,。
首先,，共同執(zhí)行長魏哲家在主題演講時(shí)透露，臺(tái)積電已將當(dāng)年熱門的大數(shù)據(jù),、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),，應(yīng)用在制程管理，「都是為了降低我們的 cycle time(生產(chǎn)周期),。 」
臺(tái)積電董事長張忠謀去年接受《天下》專訪時(shí),，也曾強(qiáng)調(diào)「在我們公司里，生產(chǎn)周期很重要,。 」
當(dāng)前最先進(jìn)的 IC,，內(nèi)部結(jié)構(gòu)像是一個(gè)層層迭迭的千層蛋糕，做出每一層所花時(shí)間的平均,，就稱為「生產(chǎn)周期」,。
魏哲家說，早年在 180 奈米的時(shí)代(約 15 年前),，一顆 IC 內(nèi)部只有 25 層,，但是生產(chǎn)一層得花上兩天。 當(dāng)前最先進(jìn)的 10 奈米手機(jī)芯片,，內(nèi)部已高達(dá) 80 層,，如果一層還是兩天,，便代表一個(gè)產(chǎn)品要 160 天,、將近半年才做得出來。 「沒有人肯等你的,，」魏哲家說,。
他說，現(xiàn)在臺(tái)積電 10 奈米的生產(chǎn)周期目前約 1.1~1.2 天,。 「我有一個(gè)夢想,，以后要做到一層一天，不能再長,。 」魏哲家強(qiáng)調(diào),。
生產(chǎn)周期已是產(chǎn)業(yè)勝負(fù)關(guān)鍵,。 一位臺(tái)積電客戶主管表示，格羅方德的生產(chǎn)周期約比臺(tái)積慢上 30%,，這不但代表同樣一個(gè)廠,，臺(tái)積電可多創(chuàng)造三成營收，客戶產(chǎn)品上市的時(shí)間,，也可快上將近一個(gè)月,。 而一個(gè)月，在變化快速的智能手機(jī)業(yè),，往往就定生死,。
而且，當(dāng)半導(dǎo)體尺度開始逼近物理極限,，生產(chǎn)周期還從生產(chǎn)力優(yōu)勢,，轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢。
例如,，臺(tái)積電與三星的 7 奈米競賽,。 臺(tái)積電的 7 奈米，已經(jīng)從上個(gè)月開始試產(chǎn),。 而三星卻得等到明年,，因?yàn)樵摴緢?jiān)持要采用最新的 EUV 微影技術(shù)。
一般業(yè)界認(rèn)為三星研發(fā)能力與臺(tái)積電不相上下,，但制造管理,，不如臺(tái)積電。 最先進(jìn)的 7 奈米智能型手機(jī) IC,，內(nèi)部結(jié)構(gòu)高達(dá) 100 層,，而且部分結(jié)構(gòu)得用到復(fù)雜的 4P4E 微影技術(shù)，大幅拉長生產(chǎn)周期,。
只有臺(tái)積電有本事,，在客戶能容忍的時(shí)間，以傳統(tǒng)微影技術(shù)生產(chǎn)出 7 奈米 IC,。 「臺(tái)積電想先獨(dú)占市場,，因?yàn)橹挥兴梢宰觥?」一位 IC 設(shè)計(jì)大廠主管說。
而三星別無選擇,，只能等待預(yù)計(jì)明年性能才能達(dá)到量產(chǎn)要求的 EUV 顯影技術(shù),，該技術(shù)的光線極細(xì)，可大幅加快生產(chǎn)速度,，但設(shè)備價(jià)格極為昂貴,。
然而，為何臺(tái)積電的制造能力能夠遙遙領(lǐng)先對(duì)手?
答案在技術(shù)論壇另一個(gè)演講,。 臺(tái)積電 12 吋廠技術(shù)委員會(huì)處長黃裕峰,，主講臺(tái)積電的「智能精準(zhǔn)制造」,，也就是類似「工業(yè) 4.0」的概念。
他表示,，臺(tái)積電先進(jìn)制造環(huán)境已采用「獨(dú)特的專家系統(tǒng),，和先進(jìn)算法，類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自我學(xué)習(xí)的模式」,。
在工廠管理部分,，10 奈米產(chǎn)線收集的數(shù)據(jù)量，是過去 40 奈米的 10 倍,。 臺(tái)積電以大數(shù)據(jù)與機(jī)械學(xué)習(xí)的方式,，善用這些數(shù)據(jù)。
以一個(gè)月產(chǎn) 30 萬片的晶圓廠為例,，場內(nèi) 3 千臺(tái)生產(chǎn)機(jī)臺(tái),，每天會(huì)產(chǎn)生 800 萬的派工命令，臺(tái)積電的工廠管理系統(tǒng),，可以在一分鐘之內(nèi)計(jì)算出最佳的生產(chǎn)排列組合,。 成果是，準(zhǔn)時(shí)交貨率 99.5%,，產(chǎn)品生產(chǎn)周期 1~1.2 天,。
第二，是制程精密控制方面,，隨著晶體管的尺度小到逼近物理極限,，制程要控制的厚度變異量，甚至比一個(gè)原子要小,。 10 奈米世代與 28 奈米相比,，控制參數(shù)多上 20 倍。
因此,，每臺(tái)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)裝了上千個(gè)傳感器,，臺(tái)積電更發(fā)展出精密的調(diào)機(jī)系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)分析過去累積很多調(diào)機(jī)記錄,，再根據(jù)當(dāng)下的機(jī)臺(tái)狀況,，實(shí)時(shí)回饋一個(gè)最佳的調(diào)機(jī)參數(shù)組合，例如溫度,、氣體流量,、電流等,。
第三,，工廠一致性(fab matching)，要確保在不同廠區(qū)生產(chǎn)的客戶產(chǎn)品質(zhì)量保有一致性,。 因此隨時(shí)監(jiān)控不同廠區(qū)的機(jī)臺(tái)參數(shù),，找出生產(chǎn)狀況最佳者,，「找出好的模范生，所有人跟他學(xué)習(xí),，學(xué)完之后,，就成為我們未來的標(biāo)準(zhǔn)。 」黃裕峰說,。