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導入智慧製造,以有限人力創造最大收益, 晶元光電精準調控製程,搶進Micro LED三大應用

導入智慧製造,以有限人力創造最大收益, 晶元光電精準調控製程,搶進Micro LED三大應用
「產業升級創新平台輔導計畫」的支持與協助下,晶元光電在工研院、台灣光電產業協會及兩家系統整合廠商協助下,執行「微型LED量產增速智慧製造計畫」,產品研發與量產速度皆有提升,製程設備升級使良率提升30%;設備妥善率高於95%,帶動2022總銷售額達71.8億元。

經濟部產業發展署廣告

科技

今周刊攝影組

2023-11-23 15:03

LED產業競爭日益激烈,晶元光電從提升產品品質著手,建立更強大的競爭優勢,智慧製造是它拉開差距的最大助力!

 

當車用顯示換上Micro LED為設計帶來無限可能性。儀表板變成薄薄一片貼合中控飾板,在駕駛需要時才顯示,讓內裝看起來更簡潔。擋風玻璃、車窗、天窗全部替換成透明顯示器,創造更多互動功能,汽車不再只是單純的移動工具。

 

看好車用顯示的潛在商機,富采旗下晶元光電積極數位轉型,藉由導入智慧製造達到精準而快速的量產,擴大與競爭對手的差距。「我們希望朝高品質、高附加價值的應用去做,均勻性與再現性必須做得更好,」晶電董事長范進雍指出,LED廠設備以四吋機台為主,不像矽晶圓半導體機台已高度自動化及連網,加上產業規模較小,很多設備廠不願意為此設定專屬的連接標準,所以我們必須自己想辦法。」

 

晶電董事長范進雍表示,智慧製造是一條不得不走完的路,產創計畫就像一塊敲門磚,讓晶電得以號召軟硬體設備商一起參與計畫,比起單打獨鬥更有效率。

 

 

將製程「藝術」變成可控的技術

 

在經濟部產業發展署「產業升級創新平台輔導計畫」(以下簡稱產創平台)的支持與協助下,晶電在工研院、台灣光電產業協會及兩家系統整合廠商協助下,執行「微型LED量產增速智慧製造計畫」。富采資訊安全長施韋表示,政府補助提升了設備廠商的參與意願,在這次計畫中,晶電選定了五種生產設備加裝新的感測器,收集機器在生產過程中的溫度、壓力條件等眾多參數,並透過大數據分析影響品質的主因。

 

「以前,我們在剛接觸MOCVD磊晶設備這個技術的時候,都覺得它是一種藝術。」范進雍解釋,「藝術」是指MOCVD設備很難管控,就算是同一個型號,不同時期的機台也都會有些微的差異,導致配方無法複製。雖然隨著技術演進,可控性愈來愈高,但不同時期、甚至是不同型號的設備,要長出一模一樣的磊晶依然是種挑戰。

 

然而,在晶電升級自動化設備之後,藝術變成一種可控的技術。磊晶生長就像在烤箱裡一樣,在五、六小時的生長過程中,平均溫度約在八、九百度,溫度控制必須非常精準,才能長出高品質的磊晶。施韋指出,以前每次生產,都要耗費許多人力調整,但在設備自動化連線後,磊晶段生產機台配方參數優化的效率提升了30%;透過對磊晶段製程的進階控制,成功精進EPI良率達到五%至八%的幅度。此外,晶電也針對晶粒製程設備的生產自動化暨部分機台,進行製程的精準調控,最終生產穩定度控制已達到高水準。

 

富采資訊安全長施韋認為,對企業來說,智慧製造要裝感測器或自動化設備是比較大的支出,產創平台幫助了這筆較大的投資之後,後續數據分析或導出會比較簡單一點,對企業幫助非常的大。

 

 

從智慧製造到智慧企業

 

施韋認為,對企業來說,智慧製造要裝感測器或自動化設備是比較大的支出,解決了這筆較大的投資之後,後續數據分析或導出會比較簡單一點,企業後續投入也會更加順手。比方,計畫執行雖然是改善Mini LED的製程生產,但感測元件、資訊傳輸等機制都已經完備,工程師已經知道該如何監控製程,將來轉移到Micro LED或其他製程時,良率改善的速度可大幅提升。

 

半導體業對人才的磁吸效應,加上少子化的影響,為了保有競爭優勢,晶電將智慧化視為重要策略。除了著重在工廠端的智慧製造,晶電更針對全公司推動智慧企業專案,後勤單位包括人事、行政、財務、管理統統都要智慧化。「一開始要說服同仁去接受數位化甚至是智慧化,相當不容易。」施韋表示,特別是很多人對於自動化、數位化和智慧化這三個名詞都還搞不清它們的差異,公司花了一段時間進行教育訓練,還要花許多精神去做測試、實驗,得到好的結果之後,才能告訴大家:「智慧化真的可行!」

 

儘管過程中工程師也會抗拒,擔心自己會被AI取代,但在人力愈來愈少的情況下,施韋認為,「智慧化是必走的一條路」。以智慧化取代人力,讓工程師可以從一成不變的工作中釋放,去做更具附加價值的工作,提升工作成就感。「我們最重要的目標就是要提高人均產值,在有限的人力上能夠創造更大的收益,這是終極目標。假設一個工廠的運作原本要五百人,即使將來只剩兩百人一樣能創造同樣產值,我們就是用這樣的目標去思考,完全沒有極限。」

 

制定LED設備通訊標準

 

智慧製造是一條不得不走完的路,產創平台就像一塊敲門磚,讓晶電得以號召軟硬體設備商一起參與計畫,比起單打獨鬥更有效率。仿照半導體產業所制定的通訊協定,晶電與設備商也制定了統一的通訊介面,並發表白皮書;未來設備商要將其他設備賣到封裝或PCB產業,也具有加值效果。

 

范進雍提到,晶電在應用上鎖定三大面向:一個是先進顯示器,包括穿戴裝置、大型顯示器、車用顯示器,而外界關注的Micro LED將在年底開始量產;第二是汽車相關的氛圍燈,如頭燈可以投射出斑馬線,增加駕駛與行人之間的互動;第三個是感測,目前可監測心跳、血氧,將來希望可以監測血糖,對人體健康,尤其是慢性疾病是非常重要的里程碑。「這三個方向的共同點是,對品質的要求相當高。」

 

范進雍認為,智慧製造幫助晶電做到擴產以外的準備,利用既有設備達到新購設備的水準,有助於降低成本及拓展市場。未來,晶電也將持續植入創新精神在產品開發、生產及服務等各個面向,打造不可取代的國際競爭力,有了政府在政策面及資金面的大力支持,前進的腳步將更快、更穩健。

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