Automatisation de la manutention dans les unités de fabrication 200mm

tion 200mm

D’après Carriker [13], l’automatisation des unités de fabrication est l’une des solutions les plus utilisées pour améliorer la flexibilité des systèmes manufacturiers complexes. En par- ticulier, dans l’industrie de semi-conducteurs. Heinrich et al. [35] ont confirmé que pour les wafer fabs200mm, une automatisation complète et rigoureuse de l’unité de fabrication est considérée comme une solution efficace pour faire face à la migration de High Volume-Low Mix (HV-LM)vers High Mix-Low Volume (HM-LV). Les auteurs ont présenté l’amélioration

des performances de la production obtenues au fabricant de semi-conducteurs Infineon Com- panygrâce à l’automatisation des opérations de manutention.

Dans la littérature, il y a très peu d’articles portant sur le problème de l’automatisation de la manutention dans une wafer fab existante et fonctionnelle. Le travail de Pillai [89] dé- crit, d’une part, les besoins d’automatisation des opérations de manutention dans les unités de fabrication de semi-conducteurs. D’autre part, l’auteur a fourni les prérequis nécessaires pour garantir la réussite d’un projet d’intégration d’un Automated Material Handling System (AMHS) (analyse des flux matériels, demande en transport et stockage...). De plus, l’utili- sation de la simulation dans la phase du design a été fortement recommandée. Plus tard, Subramaniam et Kryder [107] ont présenté l’évolution des générations des systèmes de ma- nutention dans les wafer fabs 200mm de Intel Company. Ils ont décrit les avantages et les défis dans l’intégration et le maintien d’un AMHS. Murray et al. [81] ont utilisé une approche basée sur la simulation pour évaluer l’impact de l’intégration d’un AMHS dans une wafer fab. Les auteurs ont considéré des indicateurs liés au processus de production (temps de cycle, taux de start et capacité). La rentabilité du projet a été aussi étudiée par l’analyse du taux d’intérêt. Les résultats ont clairement montré les avantages de l’AMHS par rapport à la ma- nutention manuelle. Cependant, il est important de souligner que les auteurs n’ont envisagé qu’une configuration de transport inter-bay avec un layout "parfait" des équipements de pro- duction. Cela n’est pas toujours le cas dans des wafer fabs de l’ancienne génération (200mm par exemple). Miller et al. [71] ont montré le défi de la mise en œuvre d’un AMHS dans une usine de fabrication 200mm de IBM Company. L’article décrit les contraintes techniques et les problèmes pratiques pour l’installation d’un tel système. À travers leurs expériences, les auteurs ont confirmé que l’automatisation de la manutention présente une opportunité importante pour améliorer les performances des wafer fabs. Néanmoins, les avantages po- tentiels d’une telle opportunité doivent être préalablement quantifiés. On note qu’il s’agit d’une présentation très technique d’un projet d’intégration d’un AMHS dans une wafer fab. Ainsi, les auteurs ont mis l’accent sur la phase d’installation sans aborder les détails du choix et du design du système. Carriker [13] a abordé le problème de conversion des wafer fabs 200mm pour supporter le processus manufacturier des plaquettes 300mm dans le cas de In- tel Company. Ainsi, l’auteur a souligné les défis techniques à relever pour l’intégration d’un AMHS.

Un problème similaire à celui traité dans cette thèse a été abordé dans [32]. Les auteurs ont présenté l’automatisation des opérations de manutention dans une wafer fab 200mm. Une approche pour la migration de la manutention manuelle à une manutention totalement auto- matisée a été proposée. La stratégie développée permet dans un premier temps d’identifier et de quantifier le besoin d’automatisation en termes d’impact sur le rendement et la qualité des produits. Ensuite, les auteurs ont abordé les changements fondamentaux nécessaires au niveau des équipements et du processus de fabrication afin d’atteindre une manutention au- tomatisée dans l’unité de fabrication. La dernière phase de la stratégie présente l’approche utilisée pour le déploiement de l’automatisation dans la wafer fab. Dans cette phase, les au- teurs ont choisi une automatisation par étape en fonction des groupements d’équipements de

production.

Pour résumer, la Table 3.1 présente les articles ayant examiné l’automatisation de la ma- nutention dans les unités de fabrication de semi-conducteur200mm.

Table 3.1 – Articles traitant de l’automatisation de la manutention dans les unités de fabrication de semi-conducteurs 200mm

Auteurs Année Thématique

Pillai [89] 1990 Les prérequis nécessaires pour garantir la réussite d’un pro- jet d’intégration d’un AMHS dans une unité de fabrication. Subramaniam et

Kryder [107]

1997 Les avantages et les défis dans l’intégration et le maintien des AMHS dans une unité de fabrication (cas de Intel Com- pany).

Guldi et al. [32] 1999 Approche systématique pour l’automatisation de la manu- tention.

Murray et al. [81] 2000 L’évaluation de l’impact de l’intégration d’un AMHS sur la performance de l’unité de fabrication.

Miller et al. [71] 2004 Le défi de la mise en œuvre d’un AMHS dans une unité de fabrication (cas de IBM Company).

Carriker [13] 2004 Le défi technique dans l’intégration d’un AMHS pendant la migration de la génération des unités 200 mm vers les 300 mm (cas de Intel Comany).

L’analyse de la Table 3.1 permet de souligner que l’automatisation de la manutention dans les unités de fabrication de semi-conducteurs 200mm est un sujet qui a été peut aborder dans la littérature. Nous notons aussi que les travaux de recherche qui ont traité du sujet se situent globalement entre 1990 et 2004. Cela s’explique par le fait que cette période représente :

— L’arrivée de la nouvelle génération des unités 300mm. Cela a poussé certains fabricants de semi-conducteurs à transformer leurs unités 200mm afin de produire des plaquettes de 300mm. Par suite, étant donné le poids d’un lot, l’automatisation de la manutention était un élément indispensable [13].

— La migration d’une production de masse (HV-LM) vers une production personalisée (LV-HM). C’est un changement qui a obligé les fabricants de semi-conducteurs à mo- derniser les unités 200mm en intégrant par exemple un AMHS afin d’améliorer les performances de la production ([32], [89]).

À notre connaissance, malgré le retour des unités de fabrication 200mm expliqué en intro- duction générale (voir Chapitre 1), aucun article récent (entre 2004-2018) n’a évoqué la pro- blématique d’automatisation de la manutention des unités de fabrication 200mm. Ces unités ont été considérées comme de l’ancienne génération et en fin de vie. Ainsi, l’effort des cher- cheurs s’est plutôt orienté vers l’optimisation de la manutention automatisée dans les unités

modernes 300mm ([84], [15]).

La section suivante présente les travaux de recherche axés sur la conception (design) d’un AMHS dans les unités de fabrication de semi-conducteurs. On s’intéresse d’abord aux systèmes de transport automatisé, puis aux systèmes de stockage automatisé.