臺積電生產(chǎn)主管秀出一張張嚴(yán)禁攝影的投影片,，剖析如何善用機(jī)械學(xué)習(xí),、大數(shù)據(jù),，打造出超越三星,、格羅方德的制程管理,。一位臺積公關(guān)主管事后都驚訝的說,，“他怎么講這么多,，難道不怕競爭對手拿去抄,？”
走進(jìn)新竹科學(xué)園區(qū)的臺積電總部大廳,，會看到墻上英文寫就的三大信條：“技術(shù)領(lǐng)導(dǎo),、制造卓越、顧客信賴”,。其中,，制造卓越（manufacturing excellence）一塊，臺積電過去總是諱莫如深,，極少談?wù)摷?xì)節(jié),，但在同業(yè)眼里，卻是臺積電與三星,、格羅方德拉開距離的真正關(guān)鍵,。
5 月底的 2017 年臺灣技術(shù)論壇,，臺積電首度揭露部分先進(jìn)制造的秘密。首先,，共同CEO魏哲家在主題演講時透露,，臺積電已將當(dāng)年熱門的大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),，應(yīng)用在制程管理,，“都是為了降低我們的 cycle time（生產(chǎn)周期）?！?/p>
臺積電董事長張忠謀去年接受《天下》專訪時,，也曾強調(diào)“在我們公司里，生產(chǎn)周期很重要,?！?/p>
當(dāng)前最先進(jìn)的 IC，內(nèi)部結(jié)構(gòu)像是一個層層疊疊的千層蛋糕,，做出每一層所花時間的平均,，就稱為“生產(chǎn)周期”。
魏哲家說,，早年在 180 納米的時代（約 15 年前）,，一顆 IC 內(nèi)部只有 25 層，但是生產(chǎn)一層得花上兩天,。當(dāng)前最先進(jìn)的 10 納米手機(jī)芯片,，內(nèi)部已高達(dá) 80 層，如果一層還是兩天,，便代表一個產(chǎn)品要 160 天,、將近半年才做得出來?！皼]有人肯等你的,，”魏哲家說。
他說,，現(xiàn)在臺積電 10 納米的生產(chǎn)周期目前約 1.1~1.2 天,。“我有一個夢想,，以后要做到一層一天,，不能再長?！蔽赫芗覐娬{(diào),。
生產(chǎn)周期已是產(chǎn)業(yè)勝負(fù)關(guān)鍵。一位臺積電客戶主管表示,，格羅方德的生產(chǎn)周期約比臺積慢上 30%,，這不但代表同樣一個廠,，臺積電可多創(chuàng)造三成營收，客戶產(chǎn)品上市的時間,，也可快上將近一個月,。而一個月，在變化快速的智能手機(jī)業(yè),，往往就定生死。
而且,，當(dāng)半導(dǎo)體尺度開始逼近物理極限,，生產(chǎn)周期還從生產(chǎn)力優(yōu)勢，轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢,。
例如,，臺積電與三星的 7 納米競賽。臺積電的 7 納米,，已經(jīng)從上個月開始試產(chǎn),。而三星卻得等到明年，因為該公司堅持要采用最新的 EUV 微影技術(shù),。
一般業(yè)界認(rèn)為三星研發(fā)能力與臺積電不相上下,，但制造管理，不如臺積電,。最先進(jìn)的 7 納米智能手機(jī) IC,，內(nèi)部結(jié)構(gòu)高達(dá) 100 層，而且部分結(jié)構(gòu)得用到復(fù)雜的 4P4E 微影技術(shù),，大幅拉長生產(chǎn)周期,。
只有臺積電有本事，在客戶能容忍的時間,，以傳統(tǒng)微影技術(shù)生產(chǎn)出 7 納米 IC,。“臺積電想先獨占市場,，因為只有他可以做,。”一位 IC 設(shè)計大廠主管說,。
而三星別無選擇,，只能等待預(yù)計明年性能才能達(dá)到量產(chǎn)要求的 EUV 顯影技術(shù)，該技術(shù)的光線極細(xì),，可大幅加快生產(chǎn)速度,，但設(shè)備價格極為昂貴。
然而,，為何臺積電的制造能力能夠遙遙領(lǐng)先對手,？
答案在技術(shù)論壇另一個演講,。臺積電 12 寸廠技術(shù)委員會處長黃裕峰，主講臺積電的“智慧精準(zhǔn)制造”,，也就是類似“工業(yè) 4.0”的概念,。
他表示，臺積電先進(jìn)制造環(huán)境已采用“獨特的專家系統(tǒng),，和先進(jìn)演算法,，類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自我學(xué)習(xí)的模式”。
在工廠管理部分,，10 納米產(chǎn)線收集的資料量,，是過去 40 納米的 10 倍。臺積電以大數(shù)據(jù)與機(jī)械學(xué)習(xí)的方式,，善用這些資料,。
以一個月產(chǎn) 30 萬片的晶圓廠為例，場內(nèi) 3 千臺生產(chǎn)機(jī)臺,，每天會產(chǎn)生 800 萬的派工命令,，臺積電的工廠管理系統(tǒng)，可以在一分鐘之內(nèi)計算出最佳的生產(chǎn)排列組合,。成果是,，準(zhǔn)時交貨率 99.5%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期 1~1.2 天,。
第二,，是制程精密控制方面，隨著電晶體的尺度小到逼近物理極限,，制程要控制的厚度變異量,，甚至比一個原子要小。10 納米世代與 28 納米相比,，控制參數(shù)多上 20 倍,。
因此，每臺生產(chǎn)機(jī)臺裝了上千個感測器,，臺積電更發(fā)展出精密的調(diào)機(jī)系統(tǒng),，大數(shù)據(jù)分析過去累積很多調(diào)機(jī)記錄，再根據(jù)當(dāng)下的機(jī)臺狀況,，即時回饋一個最佳的調(diào)機(jī)參數(shù)組合,，例如溫度、氣體流量,、電流等,。
第三，工廠一致性（fab matching），要確保在不同廠區(qū)生產(chǎn)的客戶產(chǎn)品品質(zhì)保有一致性,。因此隨時監(jiān)控不同廠區(qū)的機(jī)臺參數(shù),，找出生產(chǎn)狀況最佳者，“找出好的模范生,，所有人跟他學(xué)習(xí),，學(xué)完之后，就成為我們未來的標(biāo)準(zhǔn),?！秉S裕峰說。