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eを現わしつつある盜颪DX:3APCとIndustry 4.0 (3) APC出席

盜颯謄サスΕ汽鵐▲鵐肇縫xでAPCカンファレンスが行われた。ここではその会議の様子を伝えると共に、その中からi川の印に残ったNXPのSteven Frezonの講演と講演vへのインタビューを紹介する。印に残った言はかつて日本企業が最jの咾澆箸靴討い拭屮璽蹈妊フェクト」であった。(セミコンポータル集室)

著v:AEC/APC Symposium Japan i川耕司

ivは、盜餤腸駟鷙霆颪魎陲法∀∨B、盜餤腸颪半導噞での\術革新をどのように捉えているのかを、述べてきた。今日、DXの@で}ばれているk連の革新\術は、半導プロセスコントロールのコア\術である。APC(Advanced Process Control) カンファレンスでは、2000Q以iより、DXに関する議bの萌芽を見る。3雜緘召任蓮DX\術が半導\術集団の中で、どのように培わされてきたのかをS瞰する。その後、APCカンファレンスでの議bより、DX\術の現在のX況、および次のステップ、に半導ファブのスマート化について述べる。

3-2. IMA-APC で見たエリート\術集団の孤独と最Zの変化

2019Q度のAPCカンファレンスは、10月31日より、3日間にわたり開された。場所は、テキサスΕ汽鵐▲鵐肇縫xである。IoM(Internet of Manufacturing)が開されたテキサスビジネスの中心地ダラスxとは譴琉曚覆襦⇒遒曽いた雰囲気のu美しい小都xである。恥ずかしながら、筆vはサンアントニオxについてはジョン・ウエイン主演の映画「アラモ」くらいの識しかない。空基地があることはついぞ瑤蕕覆った。空港からホテルへの間にWした、タクシーのQ配のドライバーに「盜颪膨垢住んでいるのだから、もうちょっと咾靴燭蕕匹Δ覆痢」と説教を食らった次である。莂涼罎魃塵Qが走っており、両岸にH数のレストランがある。ホテルは美しい菹罎砲△辰拭ZQでは、リタイアQ代に人気があるそうだ。リタイアした空関係vがHく住む暮らしやすい莂肇疋薀ぅ弌は言っていた。リタイアQ代である筆v, 思わず鎌をもたげる。


図3-6 サンアントニオxのk角 trover.com, hiriverwalk.comよりの引

図3-6 サンアントニオxのk角 trover.com, hiriverwalk.comよりの引


先にも述べたとおり、APC(Advanced Process Control)カンファレンスの歴史は古く、1980Q代SEMATCHスタート時に遡る。毎Qk度開され、1980Q代より数えて31v`の開になる。エリート集団である盜馮焼の中でも、先端プロセスコントロールに点を合わせ、盜饐噞cを引っ張ってきている。実を言うと、半導]のAPCカンファレンスの主は、DXの議bそのものなのだ。今日、先端半導ファブでは常識となっている、予Rモデルを使った先端プロセスコントロールの発tの歴史は、このカンファレンスをsきにして語ることができない。2019Qの参加v数は130@ほどであった。ここ10Qほど、同じような参加v数であるという。

発表P数は、キーノートスピーチも含めると39Pであった。発表のHかったセクションは、Fault Detectionが7P、Smart Manufacturingは6P、Standard & Roadmapが5Pであった。単独、ジョイントを含めて最も発表のHかった企業は、Applied Materials (AMAT)社で10Pである。メーカー(AMAT、TEL)、R定_メーカー(Rudolph、MKS)の発表がHく、合で19Pであった。半導i工のプロセスコントロールのスマート化を、データ収集および解析の菘世ら考察した内容が主である。半導デバイスメーカー単独としての発表は少なく、NXP社が2 P、GlobalFoundries社が1Pであった。

この分野では、日本との交流もあり、j石(IBM社、AEC/APC Japan委^)、真白(TEL社)、Q内(キオクシア社)のeを見る。いずれのoも、AEC/APC Japan, ISSM Tokyoとゆかりのある機垢任△襦j石は発表のため、真白はロードマップ作成委^会のco-chairとしての参加であった。Q内は3日間のプログラム終了ののち、APC委^会にd待され、真白とともに、発なT見を述べていたのを記憶している。

現在、IMA-APCは、John Pace(President)、Bradley Van EckF士(VP and Treasurer)、James MoyneF士(AMAT, University of Michigan, Mechanical Engineering)の3 @を中心とした委^会で運営されている。Pace、EckF士は、SEMATCHの峙薀泪諭璽献磧爾任△辰拭3とも、SEMATECHにおいては、プロセスコントロール分野の、オピニオンリーダーであった。

日本では、AEC/APC Asiaが2009Q以来、隔Qでカンファレンスを開いている。2019Q度の発表P数は15P、出席v数は約240@と聞いている。

APC =Advanced Process Controlとk言で言っても、噞によってその中身はjいに異なる。2IoMで述べたIIoT (Industrial IoT) でeを現わしつつあるAPCと、先端半導]で定しているAPCとでは、現れるキーワードは同じだ。どちらもに使われているセンサからの信、鬟妊献織覯修靴董▲廛蹈札垢隆を行う。ビッグデータ収集システムが~使され、AI(に機械学{やディープラーニング)がHされたネットワークを構成する。監プロセスには、高度なアルゴリズムを使った予Rモデルが使われる。エッジ-クラウドコンピューティングが~使され、リアルタイムでの解析、フィードバックが可Δ任△襦これでは、まるで同じ仕組みのように聞こえる。しかし、\術的内容、模、価格はまるで別颪任△襦

違いを述べるため、T図的に類型的な解説を行うこととする。細陲砲いてはH々齟齬がある点、おしいただきたい。

IoM = IIoTの世cでは、センサ信、箸いκ册飴愎堯Variables)に瓦靴董のn働Xを応答指数(Response)とする。どの度のセンサ信、猟蠑鑽Xからの変化が、停Vや操作異常を引きこすかという菘世任陵保が`Yである。予保が早すぎれば、無Gな保作業を行ってしまい、OEE (総合設効率)の低下となる。予保がすぎれば、-プロセスの停Vをdき、OEEの深刻な低下となる。

エッジ-クラウドコンピューティングという@の下、Qの監に使われるエッジと}ばれる分gシステム(Distribution System)と、エッジコンピュータからのての情報をセンターコンピュータに保Tするクラウドと}ばれる中央U御システム(Central System)の組み合わせが躍する。クラウドシステムは、ビッグデータ収集システムであるj模データベースを内陲砲發繊長期間にわたるj量のデータ(historical data)を保Tし、これに基づき予Rモデルを作成することができる。この仕組みをWして、H数のファブのH数のエッジシステムから、j量のセンサデータをクラウドシステムに集め、データ解析、予Rモデル作成、予Rモデルを使ったプロセス監サービスが実化されている。

IIOTの世cでは、クラウドシステムは、リモートアクセスに変わりつつあると言われる。エッジ-クラウドシステムに喇wなセキュリティを施したのち、客の敷地外から、プロセス監を行うビジネスが勃興してきている。サービスのとなるQファブの模は小さく、数会からせいぜい数度のを~するファブがほとんどである。また、となるも、新鋭よりは、JTの古いの場合がHい。限定された、プロセスパラメータの監に使われ、Qケース1万ドルから10万ドルの比較的低価格のサービスビジネスである。主なとなる噞は、石@、化学プラント、工作機械といったところだ。kつkつのビジネスの模は小さいのであるが、となる工場の数、プラントの数、の数は膨jである。現Xとしては、ビジネスの勃興期と言えよう。

k機半導i工の世cでは、センサ信、箸いκ册飴愎堯Variables)に瓦靴董歩里泙蠅魃答指数(Response)とする。露光工や成膜工ののち、メトロロジーR定を行い、Q工での歩里泙蠅魃R定している。ビッグデータ収集システムにより、Q工のFDC(Fault Detection & Classification)情報と、メトロロジー検h情報より、@緻な歩里泙衢襲Rモデルが作成されている。

さらに進んで、予Rモデルを使い、メトロロジー検hを予Rする、VM(Virtual Metrology)も実化の覦茲貌ってきている。エッジ-クラウドシステムを使い、ビッグデータ収集より、@緻な予Rモデルを、歩里泙蠅亡悗垢襪△蕕罎襯僖薀瓠璽燭瓦靴萄鄒する。IIOTとは異なり、kつのファブのなかで桁違いのHくの|類の予Rモデルが作成される。個々のファブで、モデルのとなるプロセスの数、数も桁違いにHい。数だけを例にDっても、最小のケースでkつのファブ数であり、ZQではh模のケースが珍しくない。反C、となるファブの数は、IIOTのケースほど、H数ではない。

エッジ-クラウドシステムが使われているが、kつのファブ内陲濃斑されている。データセキュリティへの警感が咾ぁj模なリモートアクセスの例はない。使されているビッグデータ収集システム、ネットワークの価格も高く、100万ドルである。Qケースのビジネス模は巨jであるが、CMOS\術を使った新鋭先端]ファブの建設数は、そうHくない。ZQ建設された新鋭半導ファブのほとんどが、このようなネットワークを使っている。ビジネス的には、確立されたものとなっている。

盜颪任癲ZQまで、APC関連のBは、極めて限定された専門家集団のBであった。言い気鯤僂┐譴弌▲タク的集団の中でBされるオタク的なBであった。しかし、2015Qあたりからビッグデータ収集のBがマスコミにDり屬欧蕕譴襪茲Δ砲覆蝓△つ、2017Qごろから、AIが華やかにDり屬欧蕕譴襪茲Δ砲覆辰拭今日では、かつての\術専門語が、様々な場所で飛び交っている。そのために、どんな噞にも、同じようなAPCが使われているような誤解が擇犬笋垢ぁしかしながら、IIOTの世cでのAPCソリューションと、半導プロセスのAPCソリューションとは、\術的にも異なる。また、ビジネス的にも、プレーヤーは異なっている。半導噞のAPCソリューションは、独立独歩で発tしてきているのだ。

半導の世cで、2015Q以T、\術vをDり巻く環境の変化がいかに早かったかを餮譴襯┘團宗璽匹ある。AEC/APC Japan のある委^の感[だ。「2013Q頃までは、FDCとは何か。予Rモデルは何か。スマートファブとはこういうものだ」という先端プロセスコントロールのBをしても、聞き}の反応は、関心が薄く鈍いものだったと言う。積極的な問もなく、Bし}は、しばしば孤独な浮いたT在になりかねなかった。隔Qおきに開されていたAEC/APC カンファレンスは、孤独な\術集団の心の慰めであったかもしれない。

しかし、2015Qあたりから様子が変わり始めて、聞き}が「FDCとは何か?ファブのスマート化という考えがあるのか?」という、今までg々説してきたはずの柄に関し問をpけるようになってきた。2017Qごろになると、「FDC\術という先端プロセス\術があるんだよ、ファブのスマート化に要なんだ。\、瑤蕕覆い里ね?」というような説教的なBをされることになったとぼやく。は、FDC\術等先端プロセスコントロールに関して書き颪睇修靴討い襦F本では草分け的な専門家である。Niみたいな、本当のBなのだ。

5G、IoT、AI、などDX\術と@iをつけられ、随分と發笋にDり屬欧蕕譴討い襪、その舞裏を瑤覿\術専門家の数は、盜馮焼噞の中でもそうHくない。今まで孤独だったオタク的\術集団がいきなりモテるようになり、困惑しているようなイメージを筆vは心中eっている。日本でも、Sさん心中は同じような感じなのだろうと[気垢襦

さて、このエリート集団は、スマート化に何を語っているのか?以下、3つの講演をDり屬欧燭ぁ 

3-3. NXP 、スマート化への線―微細化ビジネスからの脱出とDXによるその未来

NXP semiconductors社、Senior Vice President, Front End Operations & Global Site Service, Steven Frezonの講演 “Automotive Semiconductor ZERO DEFECT Enablement”は、j変印的であった。筆v以外でも、同様に捉えた人がいるようで、その後に印深い内容であったと、Web屬妊灰瓮鵐箸靴討い訖佑複数いる。

NXP社も、2000Q以Tに始まった、半導]業cの世c的模のj成に巻き込まれた企業のkつである。今日、94億ドル(9400億)のQ間売幢Y、業^数約31,000@(\術v数約11,200@)、35カ国で業をt開しており、グローバルヘッドクオーターはオランダ、アイントホーヘン、盜颯悒奪疋オーターは、テキサスΕースティンである。i身は、@門Philips Semiconductorsであり、2006QにスピンオフしNXP社となる。2010QにIPO(Initial Public Offering; 株式o開)してNASDAQに崗譴垢襦その後、2015QにFreescale Semiconductor社をA収して今日に至る。この時のA収Yは、約180億ドル(1.8兆)と言われている。ZQの半導業cが、巨j企業間の投@に関するマネーゲームの様相を呈する、k例だろう。しかしながら、その間にH数の企業A収、靆臈D理が行われており、その経圓亙雑である。

ZQでは、2017Qにファブレスj}の Qualcomm 社がNXP 社のA収を企画し、盜馥閥慄,Uは免れたものの中国当局よりの可がuられず、このA収企画はHえている。この時のA収提案Yは、約400億ドル(4兆)というような数Cさえも聞いている。

NXP社は、価値を高く見られている企業だとの印がある。半導噞のシンボリックな微細化争から早い時期に脱落しており、ミクストシグナル半導のビジネスに化する戦Sをとってきた。ZQ、先端テクノロジノードを使った新鋭工場の建設はない。NXP社の主なi工ファブは、アルミ配線が3ファブ、銅配線が1ファブだ。

NXP社、Infineon社、ルネサス社はいずれも、メインビジネスにZ載半導ビジネスを掲げる。図3-7にすよう、NXP社の株価はなかなか調だ。2017Q以T、峅柴阿呂△襪發里粒価は成長向にある。2020Qのパンデミック以Tも株価はv復をしている。


図3-7 NXP社株価 出Z:google.com

図3-7 NXP社株価 出Z:google.com


しかしながら図3-8を見ると、NXP社のQ間売幢Yがそれほど調ということではない。その中でZ載半導とIoTデバイスの売幢Yはx場平均をvる]さでの成長をしている。@本が、この会社のZ載半導、IoTデバイスの来にるいものを見ていると解圓任る。


NXP Annual Revenue ($B)

図3-8 NXP社社売り屬欧筏業別売り屬押―儘Z:NXP Semiconductors annual report


今vは、kにDXと}べども、IoM = IIoT の世cでのDX\術と、半導]に使われているDX\術では、その内容が異なる点を述べた。ZQは、これらの\術がマスコミに採り屬欧蕕譴襪茲Δ砲覆蝓⊂にモテるようになった。しかしながら半導の世cにおいて、DX\術は、2000Q以iより議bされ地Oに積み屬欧蕕譴討た、先端プロセスコントロールのコア\術である。NXP 社の講演は、微細化路線をやめDX\術によるJTファブのスマート化を`指す妓性を述べている。次vは、NXP社の講演の後半として、JTの半導ファブのスマートファブ化の実例を見る。

(く)

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