半導体は、電気自動車から再生可能エネルギーシステムまで、カーボンニュートラルを実現するために欠かせない技術の重要な要素です。これらの技術の進展によりチップ設計が高度化し、半導体メーカーには大量生産が求められるようになっています。皮肉なことに、より複雑なチップへの需要の高まりは、半導体製造に必要なエネルギーを増加させています。世界的な持続可能性目標を前にすると困難な課題のように思えるかもしれませんが、半導体メーカーは、品質と歩留まりを向上させながら、生産効率を高めるための対策を講じることができます。
Forbes誌の記事によると、「世界の再生可能エネルギー市場で使用されるパワー半導体の総数は、現在から2027年までの間に年平均8〜10％の成長が予想されている」とのことです。半導体業界は、複数の工場システムを統合した自動化製造ソリューションを導入することで、効率と品質を高めながらこれらの需要に持続的に対応し、エネルギー消費や廃棄物、そしてコストのかかる再生産を削減することができます。
生産性の向上
製造業者は、工場の効率を高めるために生産性を向上させる必要があり、自動化ソフトウェアはその実現を多方面から支援します。このソフトウェアは、ロット追跡やスケジューリング、物流・配送機能など複数の生産プロセスに対応し、データを統合して処理することができます。また、サプライチェーンの管理を支援し、ボトルネックの特定と解消、計画時間の短縮、プランナーの生産性向上、納期遵守や生産能力の改善にも貢献します。さらに、工場内の関係者同士のコミュニケーションを円滑化し、意思決定のスピードを高めます。
さらに、半導体メーカーは、高度で知的なアルゴリズムを備えたAIやML技術を導入し、品質・生産性・サプライチェーンの課題を解決することで、より効率的な生産を実現しています。
シミュレーション活用によるプロセス最適化
リソース活用の最適化
製造業者が装置を最大限に活用すれば、持続可能性の目標達成は容易になります。一方、装置の利用が最適化されていないと、エネルギーが無駄になり、高額な修理代や部品交換が必要になることがあります。また、装置の故障は不良製品の発生や生産のやり直しにつながる可能性もあります。
製造スケジューリングシステムは、半導体メーカーが設備や人材を最大限に活用するのに役立ちます。質の高い工場スケジューリングソリューションは、設備の稼働効率を高め、製品の品質や納期の遵守率を向上させます。
さらに、メンテナンス管理を自動化することで、工場の高価な資産を効率的に管理しながら、修理費や部品費、装置修理待ちのダウンタイムを削減できます。
予測メンテナンスを導入すれば、プロセスや装置、検査システムが常に最適な状態で稼働するため、エネルギーを多く消費する故障のリスクを低減できます。
品質目標の達成と再生産の回避
廃棄された材料は、代替製品の製造に使用されるエネルギーと埋め立て地のスペースの両方において、製造業者の二酸化炭素排出量に悪影響を及ぼします。幸いなことに、品質向上と廃棄物削減に役立つ自動化された製造ソリューションが数多く存在します。
例えば、統計的プロセス制御（SPC）ツールを使えば、問題が起きてから対応する検出型の品質管理から、事前に防ぐ予防型の管理へ移行できます。問題を早期に把握することで、製品に影響が出る前にプロセスや品質の問題を修正・防止することが可能です。これらのツールはプロセス全体の改善戦略を策定する上で重要な情報も提供します。
レシピ管理システムは、レシピを安全な中央リポジトリに保存し、エラーを削減し、効率を向上させ、ウエハーの生産量を増やすとともに、トレーサビリティも可能にします。
完全な循環型サステナビリティを目指す
About Cindy McVey
Cindy is an essential writer for our SmartFactory Blog, focusing on feature stories that highlight automation experts and their contributions to helping semiconductor and pharmaceutical manufacturers stay ahead. Her engaging content explores how these experts navigate market dynamics, technology, and people to deploy innovative factory automation solutions. Cindy's insightful writing showcases the valuable insights and expertise these professionals bring to the semiconductor and pharmaceutical manufacturing industry.