韓國首爾2025年5月12日 /美通社/ -- LG Innotek於本月12日（海外報道日期）首次向媒體公開了公司增長新動力FC-BGA（Flip Chip ball grid Array）生產(chǎn)中心——龜尾「夢想工廠（Dream Factory）」。

LG Innotek曾在2022年宣佈進(jìn)軍高附加值半導(dǎo)體基板FC-BGA業(yè)務(wù)，為此從LG電子收購了龜尾第四工廠並打造「Dream Factory」，從去年2月開始正式投入批量生產(chǎn)。

「Dream Factory」（共26000㎡）被評價為集AI、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器人及數(shù)字孿生等最新IT技術(shù)於一體的業(yè)界最高水平的「智能工廠」，將整個工程自動化、信息化和智能化，構(gòu)建了去除降低生產(chǎn)競爭力的代表性四大因素、實現(xiàn)一級品質(zhì)的FC-BGA生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，四大因素包括Man（作業(yè)者）、F-cost（失敗成本）、BM Loss（事後維修損失）及Accident（安全事故）。

•  「從源頭上切斷因人的接觸而導(dǎo)致的不良因素」……用機(jī)器人實現(xiàn)所有工藝流程、物流流程自動化

就FC-BGA等需要高難度超微工程的半導(dǎo)體基板產(chǎn)品而言，即使是微小的異物（眉毛、口水等），也會導(dǎo)致品質(zhì)不良，因此，在生產(chǎn)過程中盡量減少人與產(chǎn)品的接觸是關(guān)鍵。

為此，LG Innotek在「Dream Factory」引進(jìn)了物流全自動化系統(tǒng)。事實上，在「Dream Factory」裡很少會遇到人，因為除了設(shè)備維護(hù)及修理等必需人力之外，包含十餘個階段的FC-BGA工藝流程及物流流程都在走向無人化系統(tǒng)。

與之相反，在「Dream Factory」裡可以看到數(shù)十臺自動機(jī)器人（AMR，Autonomous Mobile Robot）通過無人駕駛往返於生產(chǎn)線各處運送材料。如果按照RTS（Real Time Schedule）內(nèi)輸入的顧客交貨期自動下達(dá)生產(chǎn)訂單，AMR就會將原材料運送到工藝設(shè)備上。工藝設(shè)備自動感應(yīng)原材料上的條形碼，通過RMS（Recipe Management System）自動在設(shè)備上設(shè)置符合產(chǎn)品規(guī)格的工藝配方，產(chǎn)品加工就會正式開始。將工藝流程結(jié)束的產(chǎn)品重新裝載到跟蹤器（Stocker）上也是AMR的任務(wù)。

此外，去除面板保護(hù)膜（Film Detach）的工藝也將由機(jī)器人代替人類，由此可以預(yù)防諸如微刮擦或粉塵之類的異物成為不良因素。在整個工藝流程中構(gòu)建協(xié)作機(jī)器人這樣的非接觸式（Non-Touch）生產(chǎn)設(shè)備，大幅減少因作業(yè)者導(dǎo)致的操作性不良。

• 基於AI的FC-BGA質(zhì)檢無人化……通過保障品質(zhì)「透明性」提升客戶信賴度

在「Dream Factory」裡，關(guān)於FC-BGA的生產(chǎn)，每天持續(xù)生成20萬個以上的文件、100GB的數(shù)據(jù)。LG Innotek通過設(shè)置在所有設(shè)備上的傳感器積累整個生產(chǎn)流程的數(shù)據(jù)，並將持續(xù)學(xué)習(xí)該大數(shù)據(jù)的AI應(yīng)用於不良品預(yù)測及檢驗系統(tǒng)，大幅縮短了因發(fā)生不良而導(dǎo)致的Lead time 延期問題 。

除此之外，LG Innotek還在進(jìn)行良品判定的最重要階段——AOI（Automated Optical Inspection）流程中，使用了AI深度學(xué)習(xí)視覺檢驗系統(tǒng)。如果機(jī)器人持續(xù)將完成生產(chǎn)的FC-BGA基板產(chǎn)品運送至視覺篩選檢驗臺，學(xué)習(xí)了數(shù)萬個FC-BGA不良品與良品數(shù)據(jù)的AI在30秒內(nèi)就能感知到用肉眼難以捕捉到的細(xì)微的不良情況。

LG Innotek正在進(jìn)一步升級運營AOI流程。在Line tour中首先可以確認(rèn)電路不良的AOI設(shè)備，設(shè)置了比這規(guī)模更大的機(jī)器人和檢驗裝置。在被稱為LQC（Line Quality Control）的這個地方，可以自動檢驗客戶要求的各種產(chǎn)品規(guī)格（厚度、大小等）是否得到準(zhǔn)確體現(xiàn)，而且檢驗數(shù)據(jù)會即時傳送到客戶手中，從而保障產(chǎn)品品質(zhì)的透明性，這將直接起到提升客戶信賴度的效果。已經(jīng)升級至業(yè)界最高水平的LG Innotek AOI設(shè)備，是讓來訪工廠的全球客戶們印象最深刻的部分之一。

由於AI只會識別發(fā)生不良的產(chǎn)品，而且通過對所有產(chǎn)品進(jìn)行工序跟蹤的條形碼，無需人的介入就可以自動篩選出被判定為不良的產(chǎn)品，所以F-cost（失敗成本）最多可以減少50%以上。

此外，在可以事先預(yù)防產(chǎn)品不良、設(shè)備故障等的數(shù)字模擬系統(tǒng)中也採用了AI。此前，人們為了親自確認(rèn)產(chǎn)品是否異常並掌握發(fā)生不良時哪些設(shè)備有問題，以及如何修理等，需要花費很多時間，現(xiàn)在則可大幅改善這些問題。

LG Innotek計劃截止到2026年，引進(jìn)實時感知及分析生產(chǎn)流程中發(fā)生的品質(zhì)異常並自動修正的工藝流程智能化系統(tǒng)（i-QMS,intelligent-Quality Management System）。由此實現(xiàn)FC-BGA整個生產(chǎn)流程的自動化，尤其是開發(fā)適用數(shù)字孿生技術(shù)的平臺，實時與客戶共享從產(chǎn)品開發(fā)到生產(chǎn)的所有流程，強化客戶應(yīng)對能力。

• 通過數(shù)字孿生實現(xiàn)最佳FC-BGA工藝設(shè)備……「Ramp-up時間縮短一半」

即使是非常細(xì)微部分的「變數(shù)」，也可能會導(dǎo)致FC-BGA的性能不良。因此，不僅要有適合生產(chǎn)良品的最佳設(shè)備，還要具備設(shè)定為完美值的工藝配方及生產(chǎn)環(huán)境等，才能提升收益率。

「Dream Factory」裡構(gòu)建的FC-BGA工藝設(shè)備通過數(shù)字孿生（Digital Twin）被設(shè)置為最佳條件。此前，為了找到最佳FC-BGA工藝條件，需要投入大量時間和費用、經(jīng)過數(shù)百次測試，但現(xiàn)在LG Innotek在設(shè)置設(shè)備之前，先在虛擬空間利用3D模型進(jìn)行「工廠模擬」，可以事先掌握最初設(shè)置的FC-BGA工藝設(shè)備的問題所在。由於可對設(shè)備內(nèi)液體、熱及空氣流動等很難實測的具體條件進(jìn)行優(yōu)化後設(shè)置設(shè)備，使得Ramp-up（通過提升量產(chǎn)初期收益率來擴(kuò)大生產(chǎn)能力）時間比原來縮短了近一半。

不僅如此，數(shù)字孿生技術(shù)還被應(yīng)用於能夠實時監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)狀的Line Monitoring System（LMS）。在設(shè)置LMS的綜合管制室大屏幕上，通過實時監(jiān)控系統(tǒng)，能夠一目瞭然地監(jiān)控目前正在運行的生產(chǎn)線和產(chǎn)品移動、庫存情況、設(shè)備有無異常、產(chǎn)品生產(chǎn)業(yè)績及品質(zhì)現(xiàn)狀等，如果出現(xiàn)異常，可以立即採取應(yīng)對措施。

• 玻璃芯技術(shù)內(nèi)化，階段性進(jìn)軍高端FC-BGA市場……「將在2030年打造成萬億級業(yè)務(wù)」

LG Innotek通過持續(xù)50年的基板材料零部件業(yè)務(wù)，積累了超微電路、高集成?高多層基板整合（準(zhǔn)確、均勻地堆疊多個基板層）技術(shù)等高附加值半導(dǎo)體基板核心技術(shù)。

基於上述經(jīng)驗，LG Innotek繼去年年末正式批量生產(chǎn)面向北美Big Tech客戶的PC用FC-BGA後，最近又成功獲取了全球Big Tech客戶。今年的目標(biāo)是進(jìn)入PC CPU用FC-BGA市場，最快將於2026年進(jìn)入服務(wù)器用FC-BGA市場，階段性進(jìn)軍High-end級FC-BGA市場。為此，LG Innotek已完成防止粉塵發(fā)生的「Edge Coating」等服務(wù)器用FC-BGA產(chǎn)品工藝流程必需設(shè)備的引進(jìn)。

在此目標(biāo)下，LG Innotek與全球Big Tech客戶合作，加快新一代基板技術(shù)的先行開發(fā)。計劃到2027年為止，實現(xiàn)將微電路圖形直接刻制在基板上的「重布線層（RDL，Re-Distribution Layer）技術(shù)」、將元件內(nèi)置於基板並使電力損失最小化的「元件嵌入（Embedding）技術(shù)」、防止大面積基板彎曲現(xiàn)象的「多層芯（MLC，Multi-Layer Core）技術(shù)」及「玻璃芯（Glass Core，玻璃基板）技術(shù)」等技術(shù)的內(nèi)化。尤其是玻璃基板，LG Innotek正在加強與全球客戶公司合作，持續(xù)進(jìn)行宣傳活動。

基板材料業(yè)務(wù)部長（副社長） 姜旻錫 表示：「LG Innotek將基於最尖端『Dream Factory』，持續(xù)擴(kuò)大提供差異化顧客價值的FC-BGA生產(chǎn)，截止到2030年，將FC-BGA業(yè)務(wù)打造成萬億級業(yè)務(wù)。」

此外，據(jù)富士嵌合體綜合研究所預(yù)測，全球FC-BGA市場規(guī)模將從2022年的80億美元（約11.6912萬億韓元）增長到2030年的164億美元（約23.9669萬億韓元），增長高達(dá)一倍以上。

[術(shù)語解析]

FC-BGA（Flip Chip Ball Grid Array）：半導(dǎo)體用基板，廣泛適用於包含執(zhí)行各種運算功能的半導(dǎo)體芯片（CPU、GPU及AI芯片等）的電子設(shè)備。隨著數(shù)據(jù)處理量增加、半導(dǎo)體處理速度增加及低功率半導(dǎo)體需求擴(kuò)大，高配置半導(dǎo)體基板的需求呈激增趨勢。據(jù)悉，FC-BGA的面積比現(xiàn)有半導(dǎo)體基板大，層數(shù)增多也是因為這個原因，要想實現(xiàn)這一點，需要頂級水平的設(shè)備和技術(shù)，因此，FC-BGA的市場進(jìn)入門檻非常高。