这是世界上首次在半导体制造厂的大规模生产线上,利用量子技术对制造工艺进行优化的演示。.
近年来,量子技术在各个领域的应用都得到了探索,特别是量子湮灭方法*2,它已被引入组合优化领域,例如物流行业的配送路线优化。与此同时,在半导体行业,随着制造工艺的日益复杂,可能的组合数量呈指数级增长。此外,大量的约束条件使得获得最优解变得困难。因此,量子技术的应用仅限于经典计算机能够近似处理的规模。.
例如,在EDS工艺中,即使它只是整个系统的一部分,涉及制造设备、测试设备和其他变量的组合数量也极其庞大。这使得找到优化制造工艺的解决方案变得极其困难。因此,过去通常的做法是利用积累的知识和经验,根据基本的计算规则进行操作(工艺分配)。.
在此背景下,2023年1月,ROHM与Quanmatic开始探索利用量子解决方案开发操作系统,以应对EDS工艺中的各种限制。2023年9月,两家公司成功构建了一个原型系统,该系统将Quanmatic基于早稻田大学和庆应义塾大学研究成果开发的、可提升量子计算效率的产品与计算框架相结合。该专业化的配方技术融合了量子计算和经典计算技术,并充分利用了ROHM迄今为止积累的丰富知识、经验和数据。.
在ROHM的国内外工厂对原型机进行测试和验证后,结果表明,关键绩效指标(例如利用率和交货延迟率)可提升数个百分点。此外,该算法的实施显著缩短了计算时间,从而能够根据生产条件的变化及时有效地进行优化操作。.
未来,两家公司将通过在海外工厂进行一系列试验操作,进一步深化合作,提高制造系统的精度,目标是在 2024 年 4 月全面引进。.
Quanmatic首席战略官兼联合创始人、早稻田大学理工学部教授户川望表示:
“这项成果展现了大学研究的高深数学优化计算方法在现实世界中的应用。其目标是:利用量子相关方法,通过每日持续优化的供应链提供半导体产品,这对于大规模量子技术的实际应用具有重要意义。我们相信,此类成果的积累将为实现日本政府提出的‘量子社会未来愿景’(即到2030年,1000万人使用量子技术的社会)奠定基础。”
ROHM株式会社董事、高级企业董事兼首席技术官立石哲夫表示
:“随着半导体在实现低碳社会中扮演的角色日益重要,确保稳定的供应已成为一项社会挑战。利用量子技术开发适用于大规模生产线的操作系统,是半导体制造行业的一项重大突破,能够实现生产流程的实时优化。我们将在此基础上,加快在更广泛的流程中引入量子技术及相关方法,旨在通过构建更加全面优化的供应链,强化我们稳定的供应体系。”
*1) 芯片电气特性分类——一种测试晶圆上芯片电气特性的工艺,对于确保半导体器件的可靠性和提升其性能至关重要。
*2) 由东京工业大学西森秀俊教授提出的量子计算技术,于2011年由加拿大D-Wave Systems公司首次商业化推出,由此引发了量子计算的兴起。由于其在解决组合优化问题方面的强大能力,量子计算的应用范围有所缩小,因此被认为已接近广泛应用。
