聯電南科廠成為全球燈塔工廠！如何以「智慧製造」刷新半導體標準？

記者 鄧天心／綜合報導

聯華電子（UMC）位於台南科學園區的Fab 12A廠，近日被世界經濟論壇（WEF）納入「全球燈塔工廠網絡」（Global Lighthouse Network），成為全球首座獲此認證的半導體晶圓代工廠。

全球燈塔工廠網絡由世界經濟論壇與麥肯錫公司於2018年共同發起，旨在表彰成功運用第四次工業革命技術（如人工智慧、工業物聯網、大數據等）提升效能與獲利的指標性工廠，截至目前，全球已有189座工廠入選，涵蓋30個國家和35個不同產業。

要獲得燈塔工廠認證，其中審核標準需要在生產過程中成功運用第四次工業革命技術（例如人工智慧、物聯網、大數據分析等），大幅提升效率和創造價值，聯電的Fab 12A廠導入了智慧缺陷真因辨識系統，這是一套結合人工智慧和影像識別的工具，用於快速找出製程異常的根本原因；這樣的技術使產品良率提升到97%，此外，廠區還使用了智慧氣體切換系統，減少了生產過程中機台調整的等待時間，顯著縮短了生產週期。

聯電也因為在節能減碳方面的努力也獲得肯定，以南科廠的冰水系統為例，聯電透過安裝感測器和AIoT（人工智慧物聯網）技術，優化能源使用，每年節省超過1,200萬度電，另外，聯電在成熟製程（例如28奈米和14奈米）上的技術不但穩定了成熟製程市場的供應鏈，也進一步吸引國際訂單。

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從成立「智慧製造處」開始 開啟轉型之路

大家可能很好奇，為什麼聯電做了哪些努力可以獲得燈塔工廠的認證？其實早在2017年，他們就成立了一個專門負責數位轉型的部門，稱為「智慧製造處」，這個部門的任務是透過導入新技術來改進生產過程，並首先以南科的Fab 12A廠作為測試和示範基地，智慧製造處至今開發出超過48種解決方案，這些方案用於解決生產過程中的各類問題，例如提升效率、縮短交付時間，並優化產品品質。

聯電透過不斷優化，已經達到設計套件交付時程縮短了57%，代表新產品的開發和上市時間大幅縮短，他們的產品良率也提升至97%，表示每批晶圓中的合格產品比例非常高，減少了損耗，另外工作效率提高了47%，表明員工或機台的生產力得到了明顯改善。

聯電也在製造過程中導入機器學習模型預測、智慧氣體切換系統以及智慧缺陷真因辨識系統，以機器學習模型預測為例，聯電利用AI預測機台可能出現的問題，提前進行調整，減少停機時間；另外在智慧氣體切換系統方面則是因為在半導體製造中，但傳統上需要花費較多時間進行調整，聯電則是透過自動化的氣體切換系統，縮短了這部分的等待時間，讓整體生產週期加快；而智慧缺陷真因辨識系統則是結合了影像識別和AI比對技術，能夠迅速分析生產中的異常狀況，幫助工程師快速找出問題的根本原因，也有效地提升了產品的良率，降低了廢品率。

聯電在節能減碳方面也取得了顯著成果，以南科廠為例，針對耗能最大的冰水系統，透過加裝各式感測器及AIoT無線智能電錶，積極發展智能化及優化節能控制系統，在不影響產能的情況下，成功地節省了大量能源，讓節能效益提升了3%，年省電力達1,223.2萬度，節省能源成本達2,965萬元。

世界經濟論壇的認可不僅是對聯電技術的肯定，更代表了數位化浪潮對製造業的深遠影響。這激勵更多傳統產業進行創新轉型，也讓我們看到智慧製造和環境永續並非對立，反而可以相輔相成，這對其他資源密集型產業來說，這些都是非常具啟發性的案例。

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