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技術專文

感的氣體與化學供應系統為最重要 一項關鍵因素。在研發階段，為了 IDEF (ICAM DEFnition)為一種目
表 1、IDEF 家族功能簡介 圖1、IDEF基本架構圖
的關鍵之一。新專案流程一開始， 能夠盡速地由實驗中調配出最佳的 前廣泛應用於各領域的系統分析
公司在新製程需求掌握度約80%的 Recipe，均需選用品質最佳、濃度 與設計方法，其利用簡單的方塊
IDEF成員 模組功能 IDEF成員 模組功能
研發階段，廠務的氣體及化學品供 或是其他原物料指標最為精準的 圖和指標箭頭，將複雜的系統或製 Control/Constrain
應系統即需著手設計與發包作業， 原物料(Cherry-Picked Material)。 造流程，轉化為淺顯易讀的系統藍
IDEF0 功能建模 IDEF7 信息系統審核
並於生產機台進機前45天完成接近 然而到了量產階段，在相對大量的 圖，強化使用者之間彼此的溝通效 Input Activity Output
IDEF1 信息建模 IDEF8 人機交互介面設計
90%的硬體架構設置。當機台開始 原物料耗用下，其品質雖仍能倚 率，並讓使用者可更容易針對作業 a-0
IDEF1X 數據資料建模 IDEF9 場景驅動信息設計
陸續進廠裝機後，工廠的產能便會 靠原物料檢驗報告(Certification of 流程分析。由於原理簡單，圖示
迅速ramp-up，並以研發階段最佳 Analysis, COA)、進料品質監控儀 清楚且嚴謹，IDEF已廣泛應用於 IDEF2 模擬建模 IDEF10 實施體系結構建模 Mechanism/Resources
化的製程配方(Recipe)與幾近100% (Incoming Quality Check, IQC)以及 學界與工業界。此外， IDEF也為 IDEF3 流程描述 IDEF11 資訊製品建模
的機台產能利用率全力衝刺生產。 連續品質監控儀(Continous Quality 多種國際組織所接收的標準，如 IDEF4 物件導向設計 IDEF12 組織建模 Sub-Activity Sub-Activity
(I) (I)
在這段由研發到生產線的技術移轉 Check, CQC)等方式作把關，但仍 北大西洋公約組織(North Atlantic IDEF5 實體描述 IDEF13 樹狀概念圖建模 a-1 a-2
階段，廠務系統嚴謹的操作管理模 無法比照研發階段對原物料的精挑 Treaty Organization, NATO)，國際 IDEF6 設計關聯性建立 IDEF14 網路設計建模
式及運轉方法論，是讓工廠穩定快 細選，使得品質上仍有些微差異存 貨幣基金 (International Monetary
速提升產能不可或缺之要素。 在。此因素在過去的成熟製程中或 Fund, IMF)等。電機電子工程師學
許較不顯著，但到了近幾年所建置 會(Institute of Electrical and Elec-
上述眾多ID EF家族成員中，以 程所面臨到的限制或是必須考慮的 量的模式(Small Volume Manu-
的先進製程產廠中，隨著產品的逐 tronics Engineers, IEEE) 也將IDEF
失效的完整複製模式 漸縮小線寬，對原物料品質的要求 與其他商用標準整合至規格需求 IDEF0最常被用來描述公司的運作 控制因素，最後由方塊向右方指出 facture, SVM)。最後的輸出則為研
完整複製模式(Copy Exactly)指的 日漸嚴苛，此項在品質上細微的 中。國際標準組織(International 流程或是產線的生產流程。如王柏 的箭頭即為該流程的產出結果。另 發人員所測出之研發製程配方。
[5]
差異也逐漸對Copy Exactly模式在 元 曾利用IDEF0分析微機電的各 外，當遇到PB無法完整描述一個流
是將研發廠內所有的製程配方與 Organization of Standards, ISO)也 到Mini-Line階段(B-0)，所接受到
GIGAFAB 上的適用性產生影響。 [2] 個細部生產流程，再輔以其他改善 程或是對一個流程描述不夠仔細的
機台參數設定等，完整原封不動複 計畫將IDEF納入標準中 。 的輸入資訊即為前一階段所產出的
方法來縮短整個生產系統的導入時 狀況時，建模者可於PB增加陰影圖
製到新建置之量產廠上，讓量產 研發製程配方，促使Mini-Line生產
間。薛正誠 [1] 也曾用過IDEF0建模 示，再由此陰影拉出對主流程更仔
廠能按照這些研發配方參數將最新 可進行的機制則為新建廠內的新管
研究目的 IDEF發展史 方式來探討半導體積體電路產業的 細或補充說明的子方塊 (Child Box,
[1]
的產品大量生產 。此技術移轉及 路以及供應系統，此類系統甫建置
[6]
量產模式。Gong and Shei 則利 CB)，如圖中右下角標註有「a-1」
量產化模式過去多次成功地運用在 承上所述，在研發轉量產階段， IDEF之歷史發展可追朔至1970年 以及「a-2」的方塊所示。根據上 完成，管路或桶槽內壁較易殘留有
整合元件製造商(Integrated Device 因供應系統與原物料品質的些微 代末期，當時美國空軍為了要將 用IDEF0配合物件導向與分布控制 述概念，本研究將站在廠務端角 建置初期所殘存之不純物，使其供
Manufacturer, IDM)之晶圓廠，然 差異，Copy Exactly模式已無法完 電腦技術用來改善製造業產能， 結構來模擬一座IC晶圓廠內的現場 度，針對由研發先進製程轉至新廠 應品質會較不穩定。另外，因Mini-
[7]
而對於近幾年所建置的超大型先進 全適用，再加上產能的迅速ramp- 推出了整合性電腦輔助製造計畫 管制資訊系統。Jiang and Fang 量產階段的各個流程進行IDEF0建 Line已到了量產廠，為大量生產作
製程量產廠GIGAFAB 而言，此模 up，將衍生出許多運轉實務上的 (Integrated Computer Aided Manu- 也透過IDEF0的建模方式，對虛擬 模。 準備，其原物料已無法如同研發
式已逐漸無法符合實際的運轉需 問題。為了能對這些問題進行完整 facturing, ICAM)。然而在ICAM發 企業生產邏輯系統進行分析模擬， 階段作精選(Non-Cherry-Picked)，
求。主因在於現今之GIGAFAB 的 的彙整分析，進而擬出因應的運轉 展的過程當中，計畫人員發現到冗 並藉由模擬結果發現了生產邏輯以 但原物料耗用上仍與研發階段相
原物料耗用量遠遠大於研發廠，造 策略，本文使用目前國際上廣泛 長又複雜的文字敘述，大大地降低 及原物料分配問題的瓶頸。除此之 研發製程轉量產階段之IDEF0模 同屬於SVM，此兩者即為Mini-line
成原物料在供應系統上的相關參數 應用的IDEF0建模方法(Integration 和各個協力廠之間的溝通及相關工 外，也有學者以概念性方法證明了 型 生產時的限制條件。最後的輸出
如停滯時間、流體速度、流體溫度 Definition for Function Modeling)， 程的認證效率，因此計畫人員採改 IDEF0建模可有效應用於自動化生 即為研發階段所傳遞來之製程配
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以及液體汽化速度等運轉參數，與 將研發階段至穩定量展階段所有 用了由美國電腦科學家Douglas T. 產的策略性發展與導入 。 本研究由研發先進製程轉至新廠 方結合小量試產階段所發現之CIP
在研發廠內相對小量的供應模式的 的流程進行拆解分析。接著根據 量產階段的各個流程進行IDEF0建
Ross所開發的結構化分析與設計 模的結果如 圖2所示。由該圖可看 (Continue Improve Process)改善配
狀況下，存在著程度不一的差異。 2018年新FAB運轉的實際經驗， 技術方法 (Structured Analysis & 方(Recipe)。而在此階段又可再細
針對各個流程可能發生之問題作探 出，整個流程主要可區分為新研發
一座新建廠從開始動土至量產，耗 Design Technique, SADT)來描述 製程階段、小量試產階段(Mini-line 分出新機台與管路沖洗(B-1) 以及
討並提出可行的解決方法。除此
時已較過去大幅縮短，其中廠務端 系統。在SADT之後，ICAM人員又 計畫方法 Production)以及量產階段(Mass 試產良率達標(B-2)兩個子階段。
之外，也將此IDEF0之流程分析結
的氣體與化學系統由開始配管、桶 陸續加入其他的方法論，從不同的 Production)三個主要階段。
果，交由先進製程量產廠內相關專 最後到量產階段(C-0)，前一流程所
槽安裝、供應機台建置到正式上線 觀點建立流程分析模型，最後這項
業同仁，進行意見訪查，以期結合 在研發製程階段(A-0)，其輸入資 輸出之研發與Mini-line試產出之CIP
供應必須於2至3個月的時間內完 計劃的副產品，就是四種以圖形為 IDEF0 模型建置基本概念 Recipe即為該階段之輸入資訊。讓
眾人力量，建立一套完整的運轉應 訊為研發人員所提供之新原物料
成供應。原物料在新廠內新供應 基礎的建立模型，分別為IDEF0、 圖1為IDEF0基本的方塊架構圖。
對策略，達到讓後續新廠在產能拉 需求。促使研發活動可進行的機 量產得以順利進行的機制和Mini-
系統中的輸送狀況，和在研發廠內 IDEF1、IDEF2和IDEF3。後續為了 圖中右下角標註有「a-0」之方塊
升階段，氣體與化學系統供應品質 制，為研發廠內已輸送過原物料一 Line階段相同均為新建廠內的新管
已輸送過原物料相當長時間的成熟 能基於更多不同觀點來描述更複雜
對工廠產品良率提昇的最終目標。 為欲分析或描述的主要活動或流 段時間的管件(Aging Piping)及供 路與新供應系統。此階段的限制除
管件和供應系統相比，也存在著一 的系統，目前IDEF家族已發展至
程，亦可稱為母方塊(Parent Box, 應系統(Aging Supply System)，此 了Non-Cherry-Picked原物料之外，
些差異，此因素也間接影響Copy IDEF14，各個成員的功能取向彙整
PB)。由左方指向方塊的箭頭代表 類的系統較不易受系統本身可能析 耗用量大幅增加進入大量生產模式
Exactly模式在GIGAFAB 量產初期 如 表1 ，其中以IDEF0、IDEF1X及
輸入至此流程的資訊，由下方指向 出之不純物的影響，供應品質較為 (High Volume Manufacture, HVM)
時的適用性。 IDEF3發展最為成熟且被廣泛使用 方塊的箭頭則代表讓此流程能夠順 穩定。而該階段的限制條件主要為 也成為另一需考量的限制。最後的
文獻探討 [3] [4] 。
除上述兩項和供應系統相關之因素 利運作的機制或是資源，而由上方 原物料均受到精挑細選過(Cherry- 輸出當然就是穩定且順利的量產。
外，原物料品質的些微差異也是另 IDEF方法論概述 IDEF0的應用實例 指向方塊的箭頭代表要進行該項流 Picked)，且原物料耗用為相對小 而在此階段則可再細分出產能拉升

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