Chipfehler eliminieren: Strategien für die Automobil-Produktentwicklung

Null-Fehler als neuer Sicherheitsstandard in der Automobil-Elektronik

Von Serena Brischetto, Marketing- und Kommunikationsmanagerin bei SEMI Europe

In Zukunft werden elektronikbezogene Systeme einschließlich fortschrittlicher Fahrerassistenzsysteme (ADAS) satte 50 Prozent der Automobilkosten ausmachen.

Wachsende Bedeutung von Zuverlässigkeit

Noch wichtiger: Mit der Verlagerung der Fahrzeugkontrolle auf Automatisierung wird der Fehlertoleranzspielraum in Komponentenleistung und -zuverlässigkeit verschwindend klein, da Null-Fehler zum neuen Sicherheitsstandard werden.

SEMI's Serena Brischetto sprach mit Antoine Amade, Senior Regional Director EMEA, Entegris, über Null-Fehler als „neuen kollaborativen Ansatz“ (siehe Video unten), der notwendig ist, um das Auto der Zukunft und die Automobilindustrie zu formen.

Interview: Herausforderungen des autonomen Fahrens

Serena Brischetto, SEMI: Die nächste Automobilgeneration wird elektrischer, autonomer und vernetzter. Was ist der dringendste nächste Schritt für Automobilakteure, um dieses Ziel zu verfolgen?

Amade: Das Automobil-Ökosystem steht vor vielen Herausforderungen. Beispielsweise wird die Interaktion autonomer Autos mit der Cloud und die massive simultan berechnete Datenmenge anfällig für Cyberangriffe, die die Fahrzeugkontrolle übernehmen könnten.

Ein weiteres Beispiel ist der Einsatz künstlicher Intelligenz (KI), da es eine große Chance gibt, die richtige Architektur zu erforschen und zu definieren, während gleichzeitig Automobil-Qualitätsanforderungen erfüllt werden.

Die Qualitätsherausforderung wird durch fortschrittliche Nodes verstärkt. Zuverlässigkeit ist auch kritisch, da 90 Prozent der Bauelementefehler extrinsisch sind, also nicht auf das Bauelementdesign zurückzuführen.

Heute sollte die oberste Priorität darin liegen, latente Defekte zu eliminieren, die unentdeckt bleiben, bis das Produkt in Gebrauch ist.

Diese latenten Defekte können zu einem zukünftigen Zeitpunkt im Fahrzeugleben auftreten – 1 Monat, 1 Jahr, 10 Jahre usw. Das ist der vitale Fokus des Automobilherstellers und der Lieferkette.

In-Line-Metrologie an Detektionsgrenzen

SEMI: Mit In-Line-Metrologie-Tools, die ihre Detektionsgrenzen erreichen, wie wird die Industrie latente Defekte reduzieren?

Amade: Minimierung latenter Defekte ist jetzt Top-Priorität in Halbleiter-Fabs. Es besteht jedoch eine Lücke zwischen sichtbaren und nicht-sichtbaren Defekten. Obwohl Fabs kleine Defekte detektieren können, ist menschliches Eingreifen noch nötig, um sie zu managen.

Wir erleben einen fundamentalen Wandel in der Kontaminationskontrollstrategie in der Auto-Chip-Produktion: von Kontaminationskontrolle für Yield zu Kontaminationskontrolle für Zuverlässigkeit.

Der Wandel entsteht aus der Erkenntnis, dass alle Partikel, unabhängig von Größe, und Teile pro Billion (ppt) Konzentrationslevel von Kontaminanten sowohl Defektivität als auch Zuverlässigkeit beeinflussen.

Kontaminationsmanagement wird eine Schlüsselrolle spielen, um die Industrie in die Lage zu versetzen, Teile pro Milliarde (ppb) Ausfallraten auf Bauteilebene zu erreichen.

Drei Achsen für Null-Fehler-Strategie

SEMI: Wie wird die Industrie das Ziel Null-Fehler erreichen?

Amade: Eine solide Kontaminationsmanagementstrategie, die drei Hauptaktionsachsen folgt, wird ein Schlüssel zum Erreichen von Null-Fehlern sein: die Umgebungsluft in der Fab, die Wafer-Umgebung über seine Lebenszeit und die Integrität der Materialien im sauberen Chemikalienlieferpfad.

Kontaminationsmanagement in jedem dieser drei Bereiche bietet Gelegenheiten, Prozessvariabilität zu begrenzen. Der erste Schritt zur Begrenzung der Variation ist deren Detektion, was schwierig sein kann, wenn die die Variation verursachenden Kontaminanten schwer zu identifizieren sind oder durch ein unerwartetes Ereignis verursacht werden.

Wenn eine Kontaminantensignatur detektiert werden kann, hinterlässt sie Hinweise auf ihre Root Cause. Sorgfältige Prüfung dieser Signaturen kann eine Kontaminationskontrollstrategie informieren, um die Root Cause zu eliminieren und die Gesamtdefektivität zu reduzieren.

Kollaboratives Engagement-Modell

SEMI: Welches kollaborative Engagement-Modell sehen Sie als bestes für das Erreichen von Null-Fehlern?

Amade: Entegris sieht den SEMI Global Advisory Automotive Council (GAAC) als perfekte Kollaborationsplattform für das gesamte Automobil-Halbleiter-Ökosystem, von Automobilherstellern bis zu Materiallieferanten.

Entegris ist auch Mitglied der Platform for Automotive Semiconductor Requirement Across the Supply Chain (PASRASC). Beide Foren helfen, die Sichtbarkeit zentraler Herausforderungen und potenzieller Lösungen zu erhöhen.

Kollaboration beginnt mit Einigung auf eine Definition von „automotive“ basierend auf bestehenden Standards und Richtlinien, die über die Wertschöpfungskette kommuniziert werden müssen.

Ein weiteres wichtiges Element für Kollaboration ist die Standardisierung, wie neue Materialien wie SiC-Halbleiter (Siliziumkarbid) eingesetzt werden sollten. Entegris spielt eine führende Rolle im Kontaminationsmanagement für Defektivitätsreduktion durch seine New Collaborative Approach (NCA) Plattform, die ein neues Level an Wissensaustausch für alle Beteiligten an Detektion und Verbesserung von Defektivität bringt.

New Collaborative Approach (NCA) im Detail

SEMI: Können Sie den New Collaborative Approach genauer erklären?

Amade: Während des SEMI Smart Transportation Forums bei SEMICON Europa präsentierten wir die Prozesse und Tools, die wir in Zusammenarbeit mit Automobilherstellern entwickelt und mit Chipmachern als Teil unseres New Collaborative Approach implementieren.

Unsere datengetriebenen Tools vergleichen aktuelle Kontaminationslösungs-Praktiken und identifizieren Optimierungsmöglichkeiten.

Ein guter Indikator für die Reife des Ökosystems, die Tools erlauben Chipmachern, die Kontaminationsminderungspraktiken von Peers mit ihren eigenen zu vergleichen und Hot Topics für die Weiterentwicklung von Kontaminationsmanagementstrategien zu identifizieren.

Jährlich teilen wir während der Entegris Technology Days Best Known Methods, Case Studies und überprüfen Fab-Prozesse, um maßgeschneiderte Lösungen vorzuschlagen. Es geht alles um Verbesserung der Defektivität.

Über Antoine Amade

Amade trat 1995 als Application Engineer in das Halbleitergeschäft von Entegris ein. In seiner aktuellen Rolle als EMEA/NA Senior Director fokussiert er sich primär auf das Wachstum des Halbleitergeschäfts in Europa und Nahost durch Marktstrategien und Management von Vertrieb, Kundenservice und Marketingteams.

Amade hatte Führungspositionen bei Entegris in Funktionen einschließlich Gas-Mikrokontaminations-Marktmanagement, strategischem Account Management und regionalem Vertriebsmanagement.

Amade hat einen Abschluss in Chemietechnik von ENS Chimie Lille und ist Mitglied der SEMI Electronic Materials Group und des Global Automotive Advisory Council for Europe (GAAC).

Mit Genehmigung von SEMI Europe wiederveröffentlicht