Hot lot 是什麼?急件為什麼不一定排第一
Hot lot 就是晶圓廠裡的急件:被標成高優先、每一站通常都先做的那一批晶圓。hot 是「熱」,lot 是「一批」;中文常叫急件,也有人直接說 hot lot。研究論文裡,跟它相對的一般貨,有時就叫 cold lot(冷的那批)。比急件更急的,論文裡也看得到再分一級的寫法,例如 super hot lot(超級急件)。
急件是怎麼走得比較快的?
一片晶圓要走幾百道步驟,大部分的時間其實在機台前面排隊。所以要讓一批貨變快,最有效的不是讓機台做得更快,而是讓它少排隊。
平常哪一批先上哪一台,是派工系統照規則排的(怎麼排,可以讀「晶圓廠的製造部在做什麼?」)。一批貨被標成急件,在規則裡的順序就往前移。常見的做法有幾層:
- 每一站優先:到了機台前面,排在一般貨前面。像路上的救護車,前面的車要讓路。
- 搬運也優先:12 吋廠的晶圓盒靠天花板上的天車搬,也有研究在想怎麼讓急件先搭上車(「晶圓怎麼在廠裡移動?」)。
- 機台留著等它:更急的貨,下一站的機台會先空出來、不放別的貨,等它一到就做。研究試產批量的論文,就提到這種「預先凍結機台」的做法。像救護車要經過的路口,先清空。
越往下,走得越快,代價也越大。
急件從哪裡來?誰決定哪一批是急件?
一般的說法,急件常有幾種來源:
- 客戶在趕:客戶的產品要上市,或他們自己的產線在等這批晶片。
- 新產品的樣品和試產:第一批做出來,客戶和工程師都在等結果。
- 工程師要趕實驗結果:一組分片實驗早一天回來,下一步就早一天決定。研發的晶圓為什麼常被擠,可以讀「研發線和量產廠差在哪?」。
把一批貨標成急件,常是排計畫的生管在管:要先算清楚插進來之後誰會晚、晚多久,再決定(生管手上還有哪些牌,見「生管在做什麼?晶圓廠的交期怎麼排?」)。在線上一站一站把它推過去的,是製造部。急件在半路出了狀況、被 hold 住,能不能往下走,常要負責這個產品的製程整合工程師和製程工程師一起決定(「製程整合工程師(PIE)在做什麼?」)。實際的流程和名稱,每家公司不一樣。
急件走得快,代價是什麼?
急件少排的那一段隊,不會憑空消失,是排在它後面的貨多等了。就像排隊結帳,有人插到前面,後面每個人都多等一點;插隊的人越多,後面等得越久,也越難說準自己什麼時候輪到。
研究晶圓廠的論文,很早就在算這筆帳。生產週期,是一批貨從投片到做完要多久(見「投片是什麼?一批晶圓從哪一天開始算」):
- 一篇用電腦模擬晶圓廠的研究發現:線上的急件比例越高,其他貨的平均生產週期越長,而且每一批要多久,差得越多。
- 另一篇用數學模型加模擬的研究指出:急件在每一站都優先,一般貨的生產週期和產出,都會被明顯拖累。
- 近年的研究,乾脆想替急件標一個價錢:急件自己變快了,整座廠的表現卻可能變差,因為其他每一批都被拖慢。
「機台留著等它」還有一筆額外的帳:機台空著的那段時間,本來可以做別的貨。一次可以放好幾批的機台,例如爐管,平常會等湊多一點再開;如果為了急件不等湊滿就先開,空下來的位子也做不了別的。
研究裡的比例、拉長幾成,每座廠、每個模型都不一樣,這裡只寫方向:急件不是開越多越好。大家都是急件的時候,急件之間也要排隊,就等於沒有急件了。
為什麼急件不一定排第一?
因為「優先」不等於「無論如何都第一」。排貨的人除了看誰急,還要看誰等不了。
想像醫院的急診室:不是誰先到誰先看,也不是誰比較重要誰先看,而是誰的狀況最等不了,誰先看。晶圓廠裡最等不了的,常是 Q-time 快到的貨。
有些步驟做完,下一站一定要在時間內開始,不然晶圓表面會悄悄變質,要重工,甚至報廢(原因見「Q-time 是什麼?為什麼晶圓不能放太久」)。舉個假設的例子:清洗機前面排了兩批,洗一批要 35 分鐘。
| 離 Q-time 用完還剩 | 先洗急件 | 先洗一般貨 | |
|---|---|---|---|
| 一般貨 | 30 分鐘 | 等 35 分鐘,過期,要重做 | 馬上洗,趕上 |
| 急件 | 2 個半小時 | 馬上洗 | 晚 35 分鐘,還是趕上 |
先洗急件,急件快了 35 分鐘,另一批卻要重做;先洗一般貨,兩批都沒事。急件要的,通常是在它的時間之前做完,不一定是每一站都最早。只要它還趕得上,讓一下,就能救回一批貨。研究 Q-time 的論文也是這個方向:派工時把每一批還剩多少時間算進去,過期的批數能減少,整條線又不會慢太多。
除了 Q-time,還有幾種時候,急件也得等:
- 機台裡正在做的那一批:通常不會做到一半停下來,急件要等它做完。
- 只有某幾台跑得了它:那幾台停了,急件只能等,別的貨照樣從別台走。
- 它的下一站還沒好:急件自己也有 Q-time。下一站的機台停著,硬把它先做完,只會讓它卡在中間倒數。
所以真正排的時候,問題通常不是「急件排第幾」,而是:每一批還剩多少時間、做一批要多久、急件最晚什麼時候要出這一站。兩邊都能顧到,就兩邊都顧;真的顧不到,才要人決定讓誰晚,並且早一點讓生管和工程師知道。
在 fab24hr 裡
在 fab24hr,最常碰到急件的是製造部。按「進廠」、選「打工人的一天」,在「今天你是」卡片上點「量產廠」、左右滑到「製造部」。午班下午一點,生管來電:一批超級急件 S-9X01,客戶的產線在等,18:00 前要出蝕刻區;可是後面有兩批快到 Q-time,會被它擠到。你在派工看板上自己排:讓它第一個進機台,還是先把快過期的塞進去。旁邊的技術員會說:「超級急件?這個月第三批了。每一批都說是最後一批。」接著天車又停了,你得用推車把它送過去。
深夜班也有。急件 H-2417 卡在蝕刻機裡,拆出來的前 6 片要送去清洗,清洗機前面已經排了別的貨。當蝕刻製程工程師(量產廠 › 製程 › 蝕刻),夜班的阿豪打電話問:「你那 6 片是急件。可以插隊嗎?」你先請他唸出每一批還剩多少時間;排對了,你會說出那一句:「急件不一定要排第一。誰快過期,誰先洗。」當製造部,同一個晚上清洗機前的這幾批,是你自己在看板上排。主線「晶片的一生」第 6 章「那通電話」,螢火那一盒就是 H-2417。
遊戲裡的公司、人物、批號、機台和時間都是虛構的;急件是什麼、為什麼會拖慢別的貨,照公開的一般資料和研究論文寫。其他行話可以到「半導體晶圓廠的行話,白話解釋」查。
在遊戲裡你會在哪裡遇到它當量產廠的製造部,午班生管打來一批超級急件,18:00 前要出蝕刻區,它一插進來,後面幾批的 Q-time 就被擠了;當蝕刻製程工程師,深夜班要決定急件的 6 片能不能在清洗機前插隊。
在 fab24hr 裡當一天製造部:下午一點生管來電,一批超級急件要插進來,後面還有兩批快到 Q-time。
當製造部玩,把一批超級急件排進派工看板給老師:這一篇可以搭配「在課堂上玩 fab24hr」用在課堂上。
其他文章
這個網站的其他頁
- fab24hr 是什麼?:兩種玩法、四個班、常見問題、資料來源
- 晶片的一生:一顆晶片從下線、試產、量產、晶圓測試、封裝到出貨,每一段在做什麼
- 晶圓廠工程師的一天:PE、EE、PIE、製造部的分工,一天的時間線
- 晶圓廠裡有誰:技術員、製造部、製程、設備、廠務、整合、品保、生管、光罩、研發、課長、設備商,到封測廠的測試與封裝:每個角色一天怎麼過
- 半導體晶圓廠的行話,白話解釋:MO、Hold、Q-time、OCAP 這些行話,一個一句白話
- 晶圓廠的機台,拆開來看:31 種半導體設備在做什麼(蝕刻機、曝光機、CMP、天車、封膠機…),每一台都能打開 3D 模型拆開來看
- 在課堂上玩 fab24hr:半導體教案:20/40 分鐘課程流程、一章或一區一節課(3D 機台、遊戲、文章)、討論題、學習單、老師常問
- 介紹與媒體素材:宣傳影片、遊戲畫面、介紹文字與基本資料