Hiçbir sektörde süreçler yarı iletken üretimindeki kadar karmaşık değildir. Peki bu sektör, artan talepleri yenilikçi çözümlerle nasıl karşılıyor? Beckhoff, otomasyon portföyüyle gelişmiş kontrol konseptlerinin, esnek iletişim standartlarının ve hassas bir şekilde koordine edilmiş sistemlerin yarı iletken üretimini yalnızca daha verimli hale getirmekle kalmayıp aynı zamanda geleceğe hazır hale getirdiğini de kanıtlıyor.
Günümüz elektrikli otomobillerinde motor kontrolü, batarya yönetimi ve destek sistemleri için yaklaşık 3.000 ila 8.000 yarı iletken bileşen kullanılıyor ve bu rakamın önemli ölçüde artması bekleniyor. Ancak ister mobilite, iletişim, sağlık, güvenlik, eğlence, enerji tedariki veya çevre koruma alanlarında olsun, yarı iletkenler hayatın hemen her alanında inovasyon ve ilerlemenin temelini oluşturuyor. Sonuç olarak, yarı iletken endüstrisi toplumumuzda önemli bir rol oynuyor. Ancak endüstri, diğer sektörlerle aynı zorluklarla karşı karşıya: artan maliyet baskısı ve kalite, verimlilik ve üretkenlik gereksinimlerinin artması. Buna karşı koymak için otomasyon, tıpkı diğer alanlarda olduğu gibi yarı iletken üretiminde de kilit bir rol oynuyor.
Ancak bu sektördeki üretim, diğer endüstrilerden iki açıdan oldukça farklıdır: Birincisi, üretimde gereken hassasiyettir. Son teknoloji işlemciler genellikle birkaç milyar transistör içerir. Bunu başarmak için, gofretlere tek haneli nanometre aralığında mesafelere sahip yapılar uygulanmalıdır. Bu da doğrudan ikinci noktaya götürür: Böylesine hassas bir çalışma için eşi benzeri görülmemiş sayıda farklı üretim adımı gereklidir. Düzinelerce sürecin, birçoğu temiz oda ortamlarında olmak üzere, kusursuz bir şekilde birlikte çalışması gerekir. Beckhoff’ta yarı iletken endüstrisi yönetimi alanında çalışan Marcel Ellwart, “Gofret üretiminden litografiye, testten paketlemeye kadar adımlar ne kadar farklı olursa olsun, hepsi hassas kontrol ve kusursuz izleme gerektirir,” diyor. “Ayrıca, üretim sistemleri değişen ürün çeşitlerine esnek bir şekilde yanıt verebilmeli ve maksimum kaliteyle yüksek üretim hızları sağlayabilmelidir. Bu da gelişmiş otomasyon teknolojisinin kullanımını vazgeçilmez kılar.”
EtherCAT – yarı iletken endüstrisi için standart
Otomasyon uzmanı Beckhoff, geniş ve çok yönlü portföyüyle yarı iletken endüstrisindeki çok yönlü süreçleri ve uygulamaları mükemmel bir şekilde kapsayabiliyor. İletişim burada özel bir rol oynuyor: “Beckhoff, EtherCAT ile yarı iletken üretiminde uzun süredir lider iletişim protokolü olarak kabul gören bir saha veri yolu standardı geliştirdi,” diye vurguluyor Marcel Ellwart. Günümüzde büyük ekipman üreticilerinin çoğu EtherCAT’e güveniyor. Tutarlı gerçek zamanlı yeteneğinin yanı sıra yüksek düzeyde esneklik ve ölçeklenebilirlik, başarısında belirleyici rol oynadı. Sektör yöneticisi, “Açık mimarisi ve üreticiler tarafından yaygın olarak kabul görmesiyle EtherCAT, sensörlerden ve aktüatörlerden gelişmiş kontrol sistemlerine kadar bileşenlerin ve sistemlerin kolayca entegre edilmesini sağlıyor,” diyor.
Beckhoff, PC tabanlı kontrol ile yarı iletken endüstrisine özelleştirilmiş bir kontrol konsepti sunuyor. Bu konsept, yonga üretiminden işleme ve çip paketlemeye kadar tüm otomasyon görevlerini kapsıyor. Beckhoff yaklaşımı yalnızca PLC’yi değil, aynı zamanda HMI entegrasyonunu, hareket kontrolünü, ölçüm teknolojisini ve görüntülemeyi de kapsıyor. TwinCAT 3 yazılım platformu, endüstriyel PC’leri tüm mühendislik ve çalışma zamanı süreçleri için verimli gerçek zamanlı kontrol sistemlerine dönüştürüyor. Yarı iletken endüstrisinin birçok farklı ihtiyacını karşılamak için otomasyon yazılımı, tasarımı itibarıyla modülerdir ve çok sayıda işlevle genişletilebilir.
Özel bir sektöre özel katma değer
Beckhoff, portföyüyle yarı iletken endüstrisine yukarıda belirtilen zorluklara güçlü bir yanıt sunuyor. Bunlar arasında, Verl merkezli şirketin sektöre özellikle fayda sağlayan bir dizi yeniliği de yer alıyor:
- EJ serisi kompakt EtherCAT tak-çalıştır modülleri, seri üretim sistemlerinde özenle geliştirilmiş G/Ç kartlarının yerini alır. Doğrudan bir sinyal dağıtım kartına takılır ve sinyalleri ve/veya voltajı uygulamaya özel konnektörlere dağıtır. Bu sayede zamandan, maliyetten ve yerden tasarruf sağlanır. Yanlış kablolama riski de ortadan kalkar. Klasik EtherCAT Terminalleri gibi, EJ modülleri de geniş bir sinyal yelpazesinin yanı sıra tamamen entegre güvenlik ve hareket özellikleri sunar.
- Sistem karmaşıklığını azaltmak için Beckhoff, servo ve step motorların sürücü kontrolünü doğrudan G/Ç’lere entegre ediyor. 48 V DC segmentinde, EtherCAT tak-çalıştır modülleri, servo motor terminalleri veya kutu modülleri, AM8100 motor serisiyle birlikte kullanıldığında, yüksek dinamik ve hassasiyete sahip son derece kompakt servo eksenleri elde etmeyi mümkün kılıyor. G/Ç entegre kontrol, ayar eksenlerini veya servo sürücülü sürücüleri doğrudan makine üzerinde çalıştırmak için de uygulanabilir.
- Beckhoff serisi, ölçüm teknolojisi söz konusu olduğunda da yarı iletken endüstrisinin ihtiyaçlarını karşılar: bir saniyelik çevrimden kHz aralığına, gerilim ve akım ölçümünden titreşimlere ve kuvvet ölçümüne kadar. ELM serisinin üst düzey ölçüm modülleri, EtherCAT G/Ç sistemine kusursuz bir şekilde entegre edilir ve proses açısından kritik ölçüm kanallarının kaydedilmesinde de güvenilirdir. TwinCAT, üretilen verilerin değerlendirilmesi için güçlü özellikler sunar.
- Beckhoff Vision, yonga üretimi için gerçek zamanlı görüntü işlemeyi hem yeni hem de mevcut kontrol ortamlarına entegre ediyor. Görüntü ve otomasyon teknolojisi arasında bir ayrım yapılmasına gerek kalmıyor. Aynı zamanda, kameralardan optiklere ve aydınlatmadan TwinCAT Vision yazılımına kadar görüntü bileşenleri, sağlam bir tasarımın yanı sıra yüksek ölçeklenebilirlik ve uzun vadeli kullanılabilirlik sunuyor.
- XPlanar, yarı iletken endüstrisindeki taşıma süreçlerinde devrim yaratıyor. Bunun nedeni, düzlemsel motor sisteminin iş parçalarını dinamik olarak, maksimum doğruluk ve yüksek hareket özgürlüğüyle – hem sistem içinde hem de makineden makineye – taşımasıdır. Taşıyıcılar, önceden tanımlanmış rotalar boyunca temassız ve birbirlerinden bağımsız olarak hareket eder. Ürünler, üretim akışını etkilemeden birbirlerini geçebilir ve boşaltılabilir veya tamponlanabilir.
- Modern yapay zekâ çözümleri, yarı iletken üretimi için muazzam bir potansiyel sunmaktadır. Beckhoff, makine öğrenimi yeteneklerini TwinCAT 3 kontrol yazılımına entegre ederek, yapay zekâ modellerini doğrudan PLC’ye entegre etmek için modüler bir donanım ve yazılım sistemi sunmuştur. Veri toplama ve model eğitiminden öğrenilen modellerin yürütülmesine kadar, kullanıcılar herhangi bir kilitleme etkisi olmadan açık bir sistem iş akışına sahip olurlar. Beckhoff’un halihazırda yapay zekâ sunduğu uygulamalar arasında, kestirimci bakım için anomali tespiti, kalite güvencesinde görüntü sınıflandırması ve üretim süreçlerini iyileştirmek için zaman serisi analizi yer almaktadır.
Beckhoff’un yarı iletken başarı öyküleri
Beckhoff, geniş portföyü ve derinlemesine sektör uzmanlığıyla son yıllarda yarı iletken üretiminin tüm değer zincirinde etkileyici sayıda uygulamayı otomatikleştirdi. Beckhoff PC Control müşteri dergisinde ayrıntılı olarak ele alınan aşağıdaki örnekler, çözümlerin ne kadar çok yönlü olduğunu göstermektedir.
Kristal büyümesi: Jingsheng Mechanical & Electrical (JSG), tek kristal fırınlarının otomasyonu için gömülü PC’ler, TwinCAT 3 ve EtherCAT G/Ç Terminallerinden oluşan bir Beckhoff çözümüne güveniyor. Bu çözüm, önceki PLC ve sıcaklık kontrol sistemlerinin yerini alıyor ve çok daha fazla esneklik, ölçeklenebilirlik ve entegrasyon seçenekleri sunuyor. Proses kontrolünün merkezinde, uzun süreler boyunca homojen sıcaklık kontrolü sağlayarak kalitesini garanti altına alan tek kristal büyümesi için olmazsa olmaz olan hassas sıcaklık kontrolü yer alıyor.
Yüksek saflıkta gazlar: Applied Energy Systems (AES), yarı iletken üretiminde Endüstri 4.0 gerekliliklerini karşılamak üzere ultra yüksek saflıkta gazların tedariki için yeni bir kontrolör geliştirdi. Beckhoff’un kompakt CP6606 Panel PC’sine ek olarak, şirket EJ serisinden modüler tak-çalıştır G/Ç modüllerine güveniyor. Ultra kompakt sistem, önceki gövde boyutunu korurken, genişletilmiş işlevler, OPC UA ve bulut arayüzleri, esnek özelleştirme seçenekleri ve kurulum süresinde %50 azalma sunuyor.
Talaş işleme: Mühlbauer, son yarı iletken üretim aşamasında son derece hassas kalıp ayırma makinelerinde de EJ takılabilir modüllere güveniyor. Bu sayede, geliştirilmiş yonga işleme ve azaltılmış kablolama işiyle saatte 30.000 mikroçip işlenebiliyor. Toplam 26 EtherCAT takılabilir modülden oluşan, özel olarak geliştirilmiş dört sinyal dağıtım panosu, dijital ve analog G/Ç’leri, artımlı kodlayıcıları ve adım motoru modüllerini entegre ediyor ve seramik ve piezo motorlar için besleme mantığı ve servo sürücüler sağlıyor.
Yeni malzemeler: Galyum oksit, yeni yarı iletken malzemelerin üretimi için büyük bir potansiyel sunmaktadır. Ancak, önceki sistemlerde geliştirme, sınırlı esneklik, güvenilirlik ve yüksek maliyetler nedeniyle kısıtlıydı. Agnitron, PC tabanlı kontrole dayalı, birkaç gün içinde dönüştürülebilen esnek ve çok amaçlı bir çözüm geliştirdi. EtherCAT, mevcut saha cihazlarının basit entegrasyonuyla çok sayıda termokupl ve G/Ç’nin kompakt ve yerden tasarruf sağlayan bir ağ oluşturmasını sağlar.
Gelişmiş paketleme: Minyatürleştirme, geleneksel litografi tabanlı süreçlerin sınırlarını giderek zorlarken, yeni kurulan Fonontech yeni bir yaklaşım benimsiyor. Impulse Printing™ teknolojisi, aşındırılmış mikrometre yapıları ve entegre ısıtma yapılarına sahip silikon baskı plakaları kullanıyor. Amaç, minimum kaplama hatasıyla 5 µm çözünürlüğe ulaşmak. Kullanılan kontrolör, PC tabanlı kontrol, EtherCAT ve XFC teknolojisi (eXtreme Fast Control) aracılığıyla gerçek zamanlı senkronizasyon ve konumlandırma sağlıyor.
Yapay zeka ve uç: Yeni bir çağın başlangıcı
Bu uygulama örnekleri, yarı iletken üretiminin yeni bir çağın başlangıcında olduğunun altını çiziyor. Marcel Ellwart, “Beckhoff’un otomasyon çözümleri, yeni zorlukların üstesinden gelmek ve akıllı üretim süreçlerini hayata geçirmek için ideal temelleri sunuyor,” diye özetliyor. PC tabanlı kontrol, güçlü veri işleme ve gerçek zamanlı EtherCAT iletişiminin birleşimi, süreç optimizasyonu için yapay zeka algoritmalarının entegrasyonuna olanak tanıyor. Uç çözümler, doğrudan makinede merkezi olmayan veri analizini kolaylaştırarak yanıt sürelerini kısaltıyor ve sistem kullanılabilirliğini artırıyor. Bu tür yaklaşımlar, gelecekte daha da verimli, esnek ve sürdürülebilir yarı iletken üretiminin önünü açıyor.
Web Tasarım 