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卓越製造
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超大晶圓廠(GIGAFAB™ Facilities)

台積公司的十二吋超大晶圓廠是其製造策略的重要關鍵。台積公司目前擁有三座十二吋超大晶圓廠—晶圓十二廠、晶圓十四廠及晶圓十五廠。民國一百零三年,這三座超大晶圓廠的總產能已達到528萬3,000片十二吋晶圓,目前提供0.13微米、90奈米、65奈米、40奈米、28奈米、20奈米全世代以及其半世代設計的生產,同時為提供更先進的製造技術,保留部分產能作為研發用途,以支援10奈米及更先進製程的技術發展。台積公司的整合製造管理平台除了能讓客戶得到相同的品質與可靠度的表現,還能享有更大的產能彈性、縮短良率學習曲線與量產時間,並減少昂貴的產品重新認證所需要的流程。正因具備這樣的製造實力,晶圓十四廠20奈米十二吋晶圓月產能得以在一季之內快速擴充至6萬片,充分滿足客戶需求。

工程效能最佳化

台積公司使用統計製程控制(Statistical Process Control)、先進機台控制(Advanced Equipment Control)、先進製程控制(Advanced Process Control)系統及晶圓測試(Circuit Probe)資料,並結合工程巨量資料(Big Data)分析系統來優化機台,以達到元件效能。

台積公司利用巨量資料的智慧化調機(Intelligent Tool Tuning)、大量工程資料探勘(Engineering Big Data Mining)以及設備腔體匹配(Equipment Chamber Matching)系統進行分析,並進一步應用於機台、製程與良率的管控。藉由巨量工程資料協助決策分析的「智動化」系統(Intelligent Automation System),可維持機台高效且穩定的運轉。此外,台積公司也深入解析電性、物理量測資料與生產環境參數間的關聯性,找出影響產品品質與良率的關鍵因子,有效滿足客戶特殊的製程規定與多元的產品需求。

在每一個製程步驟所建立的精準模型與控制,能驅動智慧模組化迴路控制。這種製程控制方法,可以透過最先進的電腦整合製造系統派工,達到機台與產品的最佳表現,同時也能在高度複雜的半導體生產環境中,展現精準製造的實力。

精準製造

台積公司獨有的製造架構,是為擁有多樣產品組合的專業積體電路製造服務所量身打造的。為了落實卓越製造的承諾,台積公司發展出最精細複雜的排程、領先業界的即時派工、全自動化生產,應用物料自動搬運系統與智慧化行動裝置,而且不斷改善並簡化生產流程(Lean Manufacturing),提供客戶準時交貨與最佳生產週期。台積公司透過即時監控、分析與診斷機台生產力,能將生產的干擾降到最低,並獲得最佳的成本效益。

邁向十八吋晶圓製造

台積公司已加入「全球十八吋晶圓聯盟(Global 450mm Consortium)」,該聯盟位於紐約州Albany之紐約州立大學奈米科學工程學院(College of Nanoscale Science and Engineering of New York University),由五家晶圓製造公司協同重要的十八吋機台供應商,與代表紐約州政府的紐約州立大學奈米科學工程學院共同組成,並由該學院提供十八吋晶圓潔淨室。

台積公司目前已有16位擁有豐富半導體經驗的同仁派駐於該聯盟。台積公司擔任該聯盟營運總經理,領導半導體業界以深具成本效益的方式,進行十八吋晶圓機台轉換。

主要原物料暨供應鏈風險管理

在民國一百零三年,台積公司持續定期召開供應鏈風險管理會議(Supply Chain Risk Management),與晶圓廠、品質及相關業務單位共同鑑別並管理供應商供貨產能不足、品質問題或供應鏈中斷的相關風險。台積公司也與供應商合作提升品質、交期、永續管理的成效,並支持綠色採購、環境保護和工業安全。

主要原物料供應狀況

主要原物料名稱

供應商

市場狀況

採購策略

矽晶片

F.S.T.
S.E.H.
Siltronic
SUMCO
SunEdison

這五家供應商之矽晶片產能合計佔全球供應量的90%以上。

 

為因應客戶及市場需求,這五家供應商分別在北美、亞洲及歐洲皆有工廠。

  • 矽晶片供應商必須通過台積公司嚴格的製程認證程序。
  • 向多個不同供應商購買矽晶片,以確保量產無虞並分散採購風險。
  • 與供應商之間維持合理的價格及服務協議,在必要時會與主要供應商擬定策略或合作協議。
  • 定期檢討供應商的產品品質、交期準確性、成本及永續管理各方面表現,並將結果列為未來採購決策參考。
  • 定期稽核供應商的品管系統,以確保台積公司能持續提供高品質的產品。

製程用化學原料

Air Products
ATMI
Avantor
BASF
Hong-kuang
MGC
SAFC
Wah Lee

這八家供應商均為全球主要化學品製造商。

  • 多數供應商在台積公司主要生產基地附近設立營運據點,大大改善採購的後勤支援。
  • 定期檢查供應商,以確保貨源供應品質。

黃光製程材料

AZ
Dow
JSR
Nissan
Shin-Etsu Chemical
Sumitomo
T.O.K.

這七家供應商為全球主要的黃光製程材料供應商。

  • 與供應商密切合作,共同開發適合台積公司製程應用及成本需求的黃光材料。
  • 定期與供應商檢討供貨品質、交貨狀況、廠商永續經營及綠色環保計劃,共同擬定強化方案並檢視執行狀況,以確保供應鏈持續進步。
  • 為提升供應鏈效能、降低集中生產風險,部分關鍵供應商已經移廠或計劃設廠在台積公司主要生產基地附近。

氣體

Air Liquide
Air Products
ATMI
Linde
Taiyo Nippon Sanso

這五家廠商為全球主要的特殊氣體供應商。

  • 這五家供應商分別位於不同國家,有助於台積公司降低採購風險。
  • 定期稽核供應商,以確保廠商的供貨能力及品質。

研磨液、研磨墊、
鑽礦碟

3M
Air Products
Asahi Glass
Cabot Microelectronics
Dow Chemical
Fujifilm Planar Solutions
Fujimi
Kinik
Sumitomo

這九家廠商為全球主要的化學機械研磨材料供應商。

  • 與供應商密切合作,共同開發適合台積公司製程應用及成本需求的材料。
  • 定期與供應商檢討供貨品質、交貨狀況、廠商永續經營及綠色環保計劃,共同擬定強化方案並檢視執行狀況,以確保供應鏈持續進步。
  • 為提升供應鏈效能、降低集中生產風險,多數關鍵供應商已經移廠或計劃設廠在台積公司主要生產基地附近。

最近二年度佔全年度進貨淨額10%以上之供應商資料

單位:新台幣仟元

名稱

民國103年

民國102年

金額

佔全年度進貨
淨額比率(%)

與發行人之關係

金額

佔全年度進貨
淨額比率(%)

與發行人之關係

甲公司

8,496,410

17%

4,925,966

12%

世界先進公司

7,424,566

14%

採權益法評價之被投資公司

6,993,964

17%

採權益法評價之被投資公司

乙公司

6,147,991

12%

4,812,417

11%

丙公司

5,471,062

11%

4,401,215

11%

其他

23,487,560

46%

20,773,685

49%

進貨淨額

51,027,589

100%

41,907,247

100%

品質暨可靠性

台積公司在業界向來以承諾提供客戶最高品質的產品及服務著稱。台積公司的品質暨可靠性組織則致力以「客製化的品質服務」來滿足客戶的需求,為客戶的各項產品在市場上搶得先機,並以優良且可靠的產品品質來強化競爭力。

品質暨可靠性組織在技術發展與客戶產品設計階段,即協助其將產品可靠性的需求導入產品設計中。自民國九十七年起,與研發組織合作開發並成功建立高介電層/金屬閘元件之可靠性測試方法及條件;民國一百零二年,此項合作更延伸至鰭式場效電晶體(FinFET)。此外,為了提升半導體供應鏈的產品品質,品質暨可靠性組織於民國一百零一年五月,與「國際半導體設備材料產業協會」(SEMI)共同成立積體電路品質委員會(IC Quality Committee)。民國一百零三年,在後段封裝技術開發方面,品質暨可靠性組織與研發組織及後段技術服務組織共同合作,完成了封裝內建封裝(Package-on-Package, PoP)的技術發展,主要封裝測試供應商已開始生產,支援行動應用產品,PoP出貨量已超過1億顆,且沒有任何重大品質問題。

民國一百零三年,品質暨可靠性組織完成了20奈米/16奈米先進製程新材料供應商的深入性稽核作業,並且宣告了材料供應商須符合的品質系統要求,以強化先進製程材料供應商出貨品質。同時推行創新的統計方法,以較佳的品質管制來達成擴大製造操作範圍(Manufacturing Window)的目標,其應用範圍包括原物料、廠務、量測與製程設備、晶圓允收及可靠性測試。自民國一百年起,品質暨可靠性組織更將晶圓出貨目視檢驗的允收品質水準(Acceptable Quality Level)規格,從原先的0.65%改善至0.4%。

台積公司完善的事件處理及製造品質的控管,橫跨了自原物料供應、光罩製造、即時生產製程監控、晶圓封裝測試至可靠性效能等階段,一旦發現問題,即立刻予以解決,以保障產品品質、降低客戶的風險。產品故障、材料及化學分析在台積公司的品質控管上扮演著重要的角色,自製程開發早期階段至封裝測試階段都採用這些分析能力,包括原物料、氣態微分子污染物及客戶退貨產品的失效分析。民國一百零三年,台積公司積極地投資最先進的電子束/離子束顯微鏡及表面分析設備。鑑於確保原物料及化學品進料品質的重要性,台積公司提升了化學品內金屬不純物的偵測能力至一兆分之一的水準。台積公司與客戶及供應商合作,在傳統上屬於整合元件製造及無晶圓廠領域的動態故障定位能力上展現了顯著的進展。民國一百零四年,台積公司將持續增加新的設備能力來滿足更多客戶的需求,改善台積公司產品的品質。

為了符合電子產業無鉛產品及綠色封裝的趨勢,品質暨可靠性組織與主要封裝測試供應商,共同合作完成了0.13微米、45奈米、40奈米、28奈米、20奈米系統單晶片的無鉛凸塊封裝製程及28奈米、20奈米系統單晶片的銅凸塊製程認證,滿足客戶對無鉛產品及銅凸塊的品質要求。此項合作使客戶能成功導入與量產無鉛產品,且享有優異的封裝品質。民國一百零三年,在品質暨可靠性組織的品質管理下,台積公司更將晶圓級晶片尺寸封裝(Wafer- Level Chip Scale Package)製程的產量推升至每月2萬片晶圓,無鉛凸塊封裝製程的產量提升至每月12萬片晶圓,而銅凸塊製程每月的產量至1萬2,000片,且沒有任何重大品質的問題。另外,在主流技術上,品質暨可靠性組織與客戶針對嵌入式快閃記憶體矽智財的超低、極低及低漏電與高耐受度、整合被動元件(Integrated Passive Device)、銅與鋁銅內導線複合製程進行共同驗證;同時亦針對汽車電子、高壓元件、互補金屬氧化物影像感測器、嵌入式快閃記憶體及微機電系統等應用,建立可靠性測試及監控作業,以提供客戶卓越的特殊製程製造品質。

品質暨可靠性組織不斷引導台積公司透過持續改善方案,朝向零缺點的目標而努力。台積公司所提供的產品品質獲得客戶高度肯定,持續符合或超越業界對品質及可靠性的要求。民國一百零三年,台積公司品質管理系統通過第三者稽核認證,持續符合汽車產業品質標準ISO/TS 16949: 2009及國際電工協會電子零件品質認證制度IECQ QC 080000: 2012的要求。