{"id":225,"date":"2023-06-28T09:37:42","date_gmt":"2023-06-28T07:37:42","guid":{"rendered":"https:\/\/main.sitrading.com\/?p=225"},"modified":"2024-01-31T13:53:45","modified_gmt":"2024-01-31T12:53:45","slug":"ki-und-automatisierung-die-zukunft-der-halbleiterfertigung-teil-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/si-group.com\/de\/ki-und-automatisierung-die-zukunft-der-halbleiterfertigung-teil-1\/","title":{"rendered":"KI und Automatisierung: Die Zukunft der Halbleiterfertigung (Teil 1)"},"content":{"rendered":"\n

Die Halbleiterindustrie steht vor einer Revolution. Die Kombination aus k\u00fcnstlicher Intelligenz (KI) und fortschrittlichen Automatisierungstechnologien er\u00f6ffnet v\u00f6llig neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr eine flexiblere Produktion, vielf\u00e4ltigere Produkte und optimierte Prozesse. Das Vorhaben ist jedoch auch h\u00f6chst komplex \u2013 und nicht alle Weichen sind gestellt.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Die Halbleiterindustrie ist f\u00fcr den Einsatz komplexer Automatisierungstechnologien bekannt, vor allem bei repetitiven Aufgaben und standardisierten Prozessen. Doch der wachsende Markt fordert eine flexiblere Produktion, vielf\u00e4ltigere Produkte und optimale Prozesse bei steigender Komplexit\u00e4t. Halbleiterhersteller streben nach autonomeren Abl\u00e4ufen, einschlie\u00dflich einer besseren Mensch-Maschine-Interaktion. Hier kann k\u00fcnstliche Intelligenz (KI) eine hilfreiche Erg\u00e4nzung sein.<\/p>\n\n\n\n

Neue Impulse f\u00fcr die industrielle KI<\/h2>\n\n\n\n

G\u00e4ngigen KI-Technologien begegnet man bereits heute in vielen Bereichen der Halbleiterindustrie. Sie unterst\u00fctzen die Produktentwicklung, die digitale Produktdefinition (DPD) und das Wissensmanagement f\u00fcr Risikobewertung und Fehlerursachenanalyse. Dar\u00fcber hinaus werden sie f\u00fcr die Bilderkennung zur Inspektion und Defektklassifizierung in Front-End- und Back-End-Anwendungen eingesetzt. Zudem beschleunigen Simulationen und virtuelle Tests das Prototyping. Das wiederum verk\u00fcrzt effektiv die Entwicklungszeiten.<\/p>\n\n\n\n

Doch mit dem Teilbereich Maschinelles Lernen (ML) und speziellen Methoden zur Informationsverarbeitung, wie Deep Learning (DL), erf\u00e4hrt die Forschung einen Schub. Diese Techniken helfen dabei, den einzigartigen Herausforderungen in der Halbleiterfertigung gerecht zu werden. Denn Technik und Technologie entwickeln sich weiter, und damit steigt auch die Anzahl der zu kontrollierenden Prozessparameter, wie etwa die Kontrolle der Temperatur w\u00e4hrend des \u00c4tzprozesses.<\/p>\n\n\n\n

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\n 30 % der befragten Halbleiterhersteller nutzen in der Produktion k\u00fcnstliche Intelligenz und maschinelles Lernen. <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n<\/div>\n\n\n

Gerade in der Halbleiterindustrie spielt KI eine doppelte Rolle: Sie fungiert als Schl\u00fcsselelement f\u00fcr die Digitalisierung der Fertigungsprozesse und liefert das Werkzeug f\u00fcr die Halbleiterfertigung, um die Betriebsabl\u00e4ufe zu optimieren und die Prozessparameter zu kontrollieren, w\u00e4hrend die Technologien in Richtung Nanometer-Ma\u00dfstab voranschreiten. Trotz der vielen Vorteile nutzen laut einer Umfrage unter Halbleiterherstellern nur etwa 30 Prozent der Unternehmen KI\/ML in der Produktion.<\/p>\n\n\n\n

Alte Gesetze brechen weg, neue Technologien kommen dazu<\/h2>\n\n\n\n

Die Anforderungen an Halbleiterfabriken (Fab) sind vielz\u00e4hlig und immer dr\u00fcckender: Sie brauchen ein umfangreiches Portfolio, m\u00fcssen Produktionszyklen k\u00fcrzen, st\u00e4ndig \u00c4nderungen am Produkt vornehmen und dabei die Qualit\u00e4t hoch, aber die Kosten niedrig halten. Der Gro\u00dfteil der Hersteller st\u00fctzt sich in der Produktion vor allem auf erweiterte Prozesskontrolltechniken (APC). Ihre gesamten Anlagen sind darauf ausgerichtet, jederzeit ma\u00dfgeschneiderte APC-Systeme von der Stange zu bekommen. Diese S\u00e4ule wird auch in Zukunft bestehen, doch wird sie zunehmend durch Technologien wie KI und Industrial Internet of Things (IIoT) erg\u00e4nzt werden, um flexibler zu sein.<\/p>\n\n\n\n

Auch sind sich Experten einig, dass die gro\u00dfe Rechnung des Mooreschen Gesetzes an ihre Grenzen st\u00f6\u00dft. Es galt lange als treibende Kraft f\u00fcr Innovation im Bereich der integrierten Schaltung und besagt, dass sich die Komplexit\u00e4t integrierter Schaltkreise (IC) mit minimalen Komponentenkosten regelm\u00e4\u00dfig verdoppelt. Doch das exponentielle Wachstum l\u00e4sst sich nicht l\u00e4nger fortsetzen: Die Bauteile k\u00f6nnen physikalisch nicht noch kleiner werden, sonst sto\u00dfen sie auf quantenmechanische Effekte wie den Tunneleffekt. Dieser erm\u00f6glicht es Elektronen, eine Barriere zu durchdringen, die sie klassisch gesehen nicht \u00fcberwinden k\u00f6nnen. Dadurch entst\u00fcnden unerw\u00fcnschte Leckstr\u00f6me in den Transistoren, was die ICs unzuverl\u00e4ssig und leistungsschw\u00e4cher machen w\u00fcrde. F\u00fcr weitere Durchbr\u00fcche w\u00e4ren also neue Halbleitertechnologien n\u00f6tig, die wiederum komplexe Fertigungseinrichtungen mit fortschrittlichen Messtechniksystemen erfordern w\u00fcrden. Durch Sensoren und die gesammelten Daten k\u00f6nnte KI hier neue Wege und Methoden in Simulationen erarbeiten, um langwierigen Experimenten und R\u00fcckschl\u00e4gen vorzubeugen.<\/p>\n\n\n\n

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\n Laut dem Mooreschen Gesetz verdoppelt sich die Anzahl der Transistoren etwa alle zwei Jahre. <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n<\/div>\n\n\n

Daten sind die wichtigste Ressource<\/h2>\n\n\n\n

Obendrein gibt es auch Herausforderungen bei der Einf\u00fchrung von KI in der Halbleiterindustrie. Eine wichtige H\u00fcrde sind mangelnde qualitativ hochwertige Daten, die f\u00fcr das Training der KI-Algorithmen ben\u00f6tigt werden. Das k\u00f6nnen Prozess-, Sensor- und Messdaten sowie historische Daten und Daten aus externen Quellen sein. Jeder Aspekt der Halbleiterverarbeitung h\u00e4ngt im Wesentlichen von genauen und zuverl\u00e4ssigen Daten aus der kritischen Abmessung, dem lithografischen Musterdesign und der Materialzusammensetzung ab.<\/p>\n\n\n\n

Zudem fehlt es vielerorts an geschultem Personal, das die Systeme trainiert und implementiert. Der gesamte Prozess erfordert einen mentalen Wandel in den Unternehmen, und die Bereitschaft, neue Techniken und Technologien zu akzeptieren und diese in die Prozesse einzubringen. Der Konkurrenzdruck auf Halbleiterhersteller nimmt zu, wenn es darum geht, Produktionszeiten und -kosten zu reduzieren, die Qualit\u00e4t zu verbessern, Innovationszyklen zu verk\u00fcrzen und die Einf\u00fchrung neuer Technologien zu beschleunigen.<\/p>\n\n\n\n

Welche Schritte bereits unternommen wurden und wie weit der Weg gehen kann, zeigt Teil 2<\/a> unserer Reihe.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Mit k\u00fcnstlicher Intelligenz zur vollautomatisierten Fabrik.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":226,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[18],"tags":[],"class_list":["post-225","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-si-electronics"],"aioseo_notices":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/225","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=225"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/225\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":525,"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/225\/revisions\/525"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/226"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=225"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=225"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/si-group.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=225"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}