半導体製造のSCADA活用

半導体製造でSCADAが果たす役割とは？

データの取得と一元管理

半導体製造現場でSCADAが果たす役割の一つは、生産ラインにおける必要な情報の入手と、システムによる一元的な管理です。

半導体の製造工程は、前工程におけるウエハー上への薄膜層の形成にはじまり、パターン転写やエッチング、後工程におけるダイシング、パッケージング、最終検査、組み立てなど複数の段階を経て完成に至ります。その一連のプロセスが正しく機能するように、各機器からのデータを集めてラインの状態を把握し、一元的に管理するのがSCADAの役割の一つです。

生産ラインの各工程が今どういう状態になっているのか、「異常・不具合はないか？」といった状況を絶えずチェックしておかなければ、施設や設備は正常に機能しません。そのためのデータ収集をシステム化し、設備ごとにバラバラにチェックするのではなく、一元的に管理できるようにしたものがSCADAです。

運用の監視と制御

生産ラインの各機器から得られたデータは、製造工程の正常な運用と監視・必要に応じた制御に役立てられます。データ取得によって現場の状況を正確に把握。それに基づいて製造工程を監督します。分析の結果、機器に異常や不具合が発見された場合は、適切な処置を実施。その際、SCADAは重要な役割を果たします。特定の設備だけを監視制御するのであれば、SCADAを導入せずともPLC（プログラマブルロジックコントローラ）のみで運用可能です。しかし、PLCは監視制御に特化したテクノロジーであり、プロセス全体のデータを一元管理する機能はありません。データ取得や監視・制御ができても、それぞれが独立したものであり、システム全体で情報を共有し一元的に管理することはできないのです。

SCADAを導入すれば、独立した監視制御ではなく、各機器から得られたデータを包括的に管理して分析し全工程における機器の監視・制御を一元的に行えます。

SCADAの役割はスポーツチームの監督

半導体製造において、データ取得や監視、制御の一元管理の役割を持つSCADA。例えると、スポーツチームにおける「監督」のようなものです。

スポーツチームの監督は、個々の選手を集めて「一元的に管理」し、選手の状態や能力を把握したうえで必要なトレーニングを実施。選手のケガや故障にも対応しながらチームを育成していきます。

半導体製造におけるSCADAの役割は、まさにスポーツチームの監督です。半導体製造工程という一つのチームに対して包括的な管理を実施。生産ラインを構成する各設備や機器のデータを有線・無線でつないで、一ヶ所に集めて監視・分析します。トラブルが起こった際に、個別ではなく一元的に対処できるようにしたものがSCADAです。このことを業界では、工場の「見える化」と言います。

半導体製造でSCADAを活用するメリットとは？

業務効率化と生産性の向上

半導体製造でSCADAを活用するメリットの一つは、業務効率化と生産性を向上できることです。いずれも製造企業が競争力を身につけてシェアを伸ばすために必須の要。SCADAの導入で生産ラインの集中監視と一元管理を実現し、効率よくスピーディーに情報収集と分析を実施することで、生産工場の停止やプロセスにおける無駄・タイムロスを大幅に減らせます。

タイムロスがなくなればスムーズで無駄のない生産を継続させられ、業務効率化と生産性向上に繋がります。従来、製造現場の機器や部材の管理は多元的かつアナログな方法で行われていました。SCADAの登場により、施設内のありとあらゆる情報を一つの端末に表示させ、一箇所でコントロールが可能に。この「一箇所で」という部分がSCADAのアドバンテージです。

国際競争力の強化

SCADAの導入によって生産性が高まりロスがなくなると、高品質な製品を早く・効率よく・安く仕上げられるようになります。余分なコストが抑えられるため、国際市場でのシェア争いで優位に立てる可能性がアップも。

価格は為替の問題があり、話はそう単純ではありません。しかし、生産性の悪さと価格競争力の弱さが、半導体の国際市場でシェアを失わせる要因になっているのは事実です。SCADAを導入すればその弱点をカバーしやすくなるので、国際市場における競争力も養えます。

以前は半導体で過半数のシェアを占め、国際市場を牽引した時代もあった日本。近年では他国に押されてシェアが低下し、存在感が著しく弱まってきているのが実情です。こうした現状の打開策として、国内半導体企業へのSCADAの普及は必須となるでしょう。

半導体製造のSCADA活用事例

半導体製造へのSCADAの導入は、製造ラインの管理体制を強化するのに有効です。例えば、某半導体製造メーカーは、SCADAソフトの「JoyWatcher」を製造現場に導入し、メンテナンス担当者が「装置の運転状況を常時把握できる監視システム」を開発。これにより製造ラインの管理体制は強化され、製造装置の停止時間を短縮することに成功しました。

導入事例から分かるように、SCADAは製造ラインと設備状況をいち早く、広範囲に渡って情報をキャッチして対応するのに有効です。トラブルによる製造装置の停止は、長引けば長引くほど生産性を下げてしまいますが、SCADAを導入すれば停止時間を短縮できます。

半導体製造でSCADAを活用するなら

国内の半導体製造のデジタル化は着実に進んでいますが、SCADAの普及は加速度的に進んでいるとは言えません。製造ラインや設備の管理や監視、制御は、人間の五感を用いて行うアナログな方法でも対応可能であり、この方法で管理している製造現場も少なくありません。また監視や制御ができる、DCS(分散制御システム)やPLC(プログラマブルロジックコントローラ)などのプログラムや装置を使って対応しているケースもあります。

しかし、それらの対応だと製造現場の管理体制を一元化できません。業務効率化と生産性向上のためにも、半導体製造SCADAを導入することをオススメします。SCADAを導入する際の注意点は、業種や製造現場にマッチする実用性の高いシステムを導入する必要があることです。SCADAならどれでも同じというわけではなく、さまざまな業種に合うように開発された複数のシステムがあります。また、SCADAの技術は現在も日進月歩で開発が続けられており、漸進的にグレードアップしている点も知っておくべきでしょう。

こうした点を踏まえ、SCADAを導入するときはシステム導入の目的を明確化する必要があります。その上で確実に効用が得られるように、半導体製造の工程に見合ったシステムを導入しましょう。

おすすめSCADAソフト3選

SCADAを導入するにあたって、自社の環境や仕様、既存機器との連携など、さまざまな点を考慮しなければなりません。開発や導入の工数やコストも含めてトータルコストを加味したうえで、おすすめのSCADAソフトを3つピックアップしました。

コストパフォーマンス、使い勝手など各機能を比較し、導入時・導入後に安心・安定して使用し続けられるかという点を考慮し、「コスパ」「実績」「知名度」別に参考となるパッケージ料金とカタログを紹介しているので、気になるSCADAの詳細を確認したうえで、どんな仕様での導入を検討しているのか、特別な開発が必要なのかなど、具体的な問い合わせを各社にしてみましょう。