ManuTalkThai ศูนย์รวมข่าว Industrial Technology ออนไลน์ในประเทศไทย
LG เปิด Dream Factory ให้สื่อมวลชนเข้าชมเป็นครั้งแรก โดยโรงงานในฝันแห่งนี้เป็นศูนย์กลางการผลิต FC-BGA (Flip Chip Ball Grid Arrays) ซึ่งเป็นสารซับเตรตเซมิคอนดักเตอร์ที่นำไปใช้กับชิปต่างๆ ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โรงงานแห่งนี้จึงที่ถือเป็นจักรกลแห่งการเติบโตยุคต่อไปของ LG
จากก่อนหน้านี้ในปี 2022 LG Innotek ได้ประกาศแผนธุรกิจการผลิต FC-BGA ซึ่งเป็นสารซับเตรตเซมิคอนดักเตอร์ที่มีมูลค่าสูง และได้ซื้อโรงงาน Gumi 4 ของ LG Electronics เพื่อนำมาสร้าง Dream Factory และเริ่มการผลิตจำนวนมากอย่างเต็มรูปแบบเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2024
Dream Factory ตั้งอยู่ที่ Gumi จังหวัด Gyeongsangbuk-do เกาหลีใต้ มีพื้นที่รวม 26,000 ตารางเมตร ถือเป็นโรงงาน “อัจฉริยะ” ที่ล้ำหน้าที่สุดในอุตสาหกรรม โดยผสานรวมเทคโนโลยีไอทีล่าสุด เช่น ปัญญาประดิษฐ์ การเรียนรู้ระดับลึก หุ่นยนต์ และเทคโนโลยีแฝดดิจิทัล (digital twin) ซึ่งการนำเทคโนโลยีอัตโนมัติ ข้อมูล และความฉลาดมาประยุกต์ใช้ตลอดกระบวนการทั้งหมด จึงเป็นโครงสร้างพื้นฐานการผลิต FC-BGA ที่มีความทันสมัย ช่วยขจัดปัจจัยสำคัญสี่ประการที่บั่นทอนความสามารถการแข่งขันทางการผลิต ได้แก่ ข้อผิดพลาดของมนุษย์ (Man) ต้นทุนความล้มเหลว (F-cost) การสูญเสียจากงานซ่อมบำรุงเมื่อเกิดความเสียหาย (BM) และอุบัติเหตุ
อัตโนมัติทั้งกระบวนการ และใช้หุ่นยนต์ในงานโลจิสติกส์
การผลิตภัณฑ์สารซับเตรตเซมิคอนดักเตอร์ อย่างเช่น FC-BGA นั้นต้องใช้กระบวนการที่มีความละเอียดเป็นพิเศษ หากมีสิ่งแปลกปลอมแม้ว่าเป็นเพียงสิ่งที่เล็กที่สุด (ขนตา น้ำลาย ฯลฯ) ก็อาจนำไปสู่ปัญหาด้านคุณภาพได้ ดังนั้นจึงต้องลดการสัมผัสของมนุษย์กับผลิตภัณฑ์ในระหว่างการผลิตให้เหลือน้อยที่สุด
เพื่อบรรลุจุดประสงค์นี้ LG Innotek จึงนำระบบโลจิสติกส์อัตโนมัติที่สมบูรณ์แบบมาใช้ที่ Dream Factory ดังนั้้นการที่จะพบเจอคนภายในโรงงานนี้จึงเป็นเรื่องยาก นอกเหนือจากบุคลากรที่จำเป็นในบางกรณี เช่น พนักงานซ่อมบำรุงและซ่อมแซมอุปกรณ์ ดังนั้นในขั้นตอนการผลิต FC-BGA ทั้้งหมด 10 ขั้นตอน และกระบวนโลจิสติกส์จึงไร้คน
Dream Factory ใช้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ (AMR) หลายสิบตัวเพื่อเคลื่อนย้ายวัสดุไปรอบๆ สายการผลิตโดยอัตโนมัติ เมื่อมีคำสั่งผลิตเข้ามา กระบวนการจะเป็นไปโดยอัตโนมัติตามกรอบเวลาการจัดส่งของลูกค้าที่ป้อนไว้ใน RTS (ตารางกำหนดการในเวลาจริง) โดย AMR จะขนส่งวัตถุดิบไปยังโรงงานที่ดำเนินการ และเมื่อเครื่องตรวจพบบาร์โค้ดบนวัตถุดิบซึ่งเป็นไปโดยอัตโนมัติ จะมีการตั้งค่าสูตรกระบวนการเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ผ่านระบบการจัดการสูตร หรือ RMS (recipe management system) โดยอัตโนมัติ หลังจากนั้นกระบวนการผลิตภัณฑ์จะเริ่มต้นดำเนินการ ในขณะที่ AMR ยังรับผิดชอบในการบรรทุกผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปกลับเข้าไปในคลังสินค้าอีกด้วย
นอกจากนี้ กระบวนการลอกฟิล์มป้องกันออกจากแผง (การแยกฟิล์มออกไป) ยังเป็นหน้าที่ของหุ่นยนต์ จึงสามารถป้องกันรอยขีดข่วนเล็กๆ และข้อบกพร่องที่เกิดจากวัตถุแปลกปลอม เช่น อนุภาคฝุ่นและสารแปลกปลอมได้ตั้งแต่ช่วงเริ่มต้น ซึ่งการสร้างโรงงานผลิตโดยไม่ให้มีการสัมผัสนั้น จะเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ อย่างเช่น หุ่นยนต์โคบอตไปตลอดทั้งกระบวนการ จึงช่วยลดความผิดพลาดของคนงานได้อย่างมีนัยสำคัญ
ตรวจสอบคุณภาพ FC-BGA บนฐานของ AI โดยไม่ต้องใช้คน
โรงงาน Dream Factory ทำให้เกิดไฟล์ข้อมูลมากกว่า 200,000 ไฟล์ ขนาด 100GB ซึ่งเป็นข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการผลิต FC-BGA ทุกวัน โดย LG Innotek ได้รวบรวมข้อมูลนี้ตลอดกระบวนการผลิตผ่านเซนเซอร์ที่ติดตั้งอยู่ทุกจุดในโรงงาน ด้วยการใช้ AI ซึ่งเรียนรู้จากชุดข้อมูลขนาดใหญ่เหล่านี้อย่างต่อเนื่อง ทำให้เป็นประโยชน์ต่อระบบการคาดการณ์และตรวจสอบข้อบกพร่อง จึงมีนัยสำคัญต่อการลดช่วงเวลานำ (lead time) อันเนื่องมาจากมีข้อบกพร่อง
นอกจากนี้ LG Innotek ยังนำระบบการตรวจสอบภาพด้วยการเรียนรู้ระดับลึกของ AI มาใช้กับกระบวนการตรวจสอบด้วยแสงโดยอัตโนมัติ หรือ AOI (Automated Optical Inspection) ซึ่งเป็นขั้นตอนสำคัญที่สุดในการพิจารณาว่าผลิตภัณฑ์มีคุณภาพดีหรือไม่ โดยหุ่นยนต์จะเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ คือ บอร์ด FC-BGA ที่ทำเสร็จแล้วไปยังโต๊ะตรวจสอบทางภาพ จากนั้น AI ที่ได้รับการฝึกรับรู้ข้อมูลทั้งลักษณะข้อบกพร่องและคุณภาพดีหลายหมื่นจุดเกี่ยวกับ FC-BGA มาแล้ว จะตรวจจับข้อบกพร่องในระดับจุลภาคที่ยากต่อการระบุด้วยตาเปล่า และทำได้สำเร็จภายในเวลาเพียง 30 วินาที
LG Innotek กำลังดำเนินการตามกระบวนการ AOI ขั้นสูง โดยในห้องที่อยู่ถัดไปจากอุปกรณ์ AOI ที่มีไว้สำหรับตรวจสอบวงจรที่มีความผิดพร่อง จะมีหุ่นยนต์และระบบตรวจสอบที่ใหญ่กว่ามาก เรียกว่า Line Quality Control (LQC) ซึ่งสามารถตรวจสอบข้อกำหนดต่างๆ (ความหนา ขนาด ฯลฯ) ของผลิตภัณฑ์โดยอัตโนมัติตามที่ลูกค้าต้องการว่าเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่ และข้อมูลผลการตรวจสอบจะถูกส่งไปยังลูกค้าทันที ทำให้มั่นใจได้ว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์มีความโปร่งใส สร้างความมั่นใจให้กับลูกค้าได้มากขึ้น ซึ่งการเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมจากความล้ำสมัยของอุปกรณ์ AOI ของ LG Innotek เป็นหนึ่งในคุณลักษณะที่น่าประทับใจที่สุดของโรงงานสำหรับลูกค้าทั่วโลกที่เคยมาเยี่ยมชม
AI สามารถระบุผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่องได้ และเนื่องจากผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้นมีบาร์โค้ดที่สามารถติดตามประวัติกระบวนการได้ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่ถูกระบุว่ามีข้อบกพร่องจะถูกคัดกรองออกไปโดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องให้มนุษย์เข้ามาแทรกแซง ทำให้ต้นทุนความล้มเหลวลดลงมากกว่า 50%
นอกจากนี้ AI ยังถูกนำไปใช้กับระบบจำลองดิจิทัล ซึ่งป้องกันการเกิดข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์และความล้มเหลวของอุปกรณ์ โดยกระบวนการก่อนหน้านี้ ต้องอาศัยพนักงานตรวจสอบแบบแมนวลเพื่อหาข้อบกพร่องผลิตภัณฑ์ รวมทั้งระบุด้วยว่าเครื่องจักรใดที่ทำให้เกิดข้อบกพร่อง และจะซ่อมแซมอย่างไรเมื่อพบข้อบกพร่องนั้น ซึ่งเป็นงานที่ต้องใช้เวลาค่อนข้างมาก แต่ปัจจุบันสามารถปรับปรุงให้ดีขึ้นได้อย่างมีนัยสำคัญ
ภายในปี 2026 LG Innotek วางแผนที่จะนำระบบการจัดการคุณภาพอัจฉริยะ (i-QMS) มาใช้ ซึ่งระบบนี้สามารถตรวจจับและวิเคราะห์ความผิดปกติด้านคุณภาพในเวลาจริงในระหว่างการผลิต และยังปรับแก้ไขให้ได้โดยอัตโนมัติ นอกจากนี้ ยังมีแผนที่จะทำให้กระบวนการผลิต FC-BGA ทั้งหมดเป็นแบบอัตโนมัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการพัฒนาแพลตฟอร์มที่ใช้เทคโนโลยีแฝดดิจิทัลเพื่อแบ่งปันข้อมูลกับลูกค้าในเวลาจริงเกี่ยวกับกระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่การพัฒนาผลิตภัณฑ์ไปจนถึงการผลิต เพื่อปรับปรุงการตอบสนองต่อลูกค้า
แฝดดิจิทัลช่วยลดคาบเวลา Ramp-up ให้สั้นลงได้เกือบครึ่ง
แม้ว่าจะมีตัวแปรเล็กน้อยที่สุดอยู่ในระบบ แต่นั่นก็อาจส่งผลกระทบต่อสมรรถนะของ FC-BGA ลดลง จึงต้องปรับอุปกรณ์ให้เหมาะสมสำหรับการผลิตจำนวนมาก และปรับสูตรกระบวนการและสภาพแวดล้อมการผลิตเพื่อการตั้งค่าที่สมบูรณ์ที่สุด ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญต่อการบรรลุผลผลิตดี (yields) ในระดับสูง
ใน Dream Factory อุปกรณ์ภายในกระบวนการ FC-BGA ถูกตั้งค่าสภาวะให้เหมาะสมที่สุดผ่านเทคโนโลยีแฝดดิจิทัล ซึ่งในอดีตนั้น การระบุสภาวะที่เหมาะสมสำหรับกระบวนการ FC-BGA ต้องใช้เวลาและเงินจำนวนมาก รวมทั้งต้องดำเนินการทดสอบหลายร้อยครั้ง โดยก่อนที่จะสร้างโรงงานนี้ LG Innotek สามารถระบุปัญหาการตั้งค่าเริ่มต้นกระบวนการโรงงานสำหรับ FC-BGA ล่วงหน้าได้โดยใช้วิธี “การจำลองโรงงาน” โดยสร้างแบบจำลองเสมือนจริง 3 มิติในพื้นที่ ทำให้สามารถตั้งค่าโรงงานด้วยความรอบคอบได้เหมาะสมที่สุดภายใต้สภาวะ เช่น ของเหลว ความร้อน และการไหลของอากาศ ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ยากต่อการวัดค่าที่แท้จริงภายในโรงงาน แต่ด้วยเทคโนโลยีแฝดดิจิทัล ทำให้กระบวนการมีคาบเวลา ramp-up (ช่วงเวลาที่สามารถเพิ่มกำลังการผลิตด้วยการเพิ่มผลผลิตดีได้ตั้งแต่ช่วงเริ่มต้นการผลิต) สั้นลงเกือบครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับระยะเวลาการดำเนินการก่อนหน้านี้
นอกจากนี้ เทคโนโลยีดิจิทัลแฝดดิจิทัลยังถูกนำไปใช้กับระบบเฝ้าตรวจสอบสายการผลิต (LMS) ซึ่งคอยตรวจสอบสถานะการผลิตในเวลาจริง โดยระบบตรวจสอบในเวลาจริงจะช่วยให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบงานต่างๆ ทั้งสายการผลิตที่กำลังดำเนินการอยู่ การเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ สถานะสินค้าคงคลัง ความผิดปกติของอุปกรณ์ สมรรถนะการผลิต และสถานะคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้ทันทีบนหน้าจอขนาดใหญ่ภายห้องควบคุมรวมที่ติดตั้ง LMS ทำให้สามารถตอบสนองได้ทันทีในกรณีมีความผิดปกติใดๆ เกิดขึ้น
ส่งเสริมตลาด FC-BGA เติบโตสู่ 700 ล้านเหรียญสหรัฐ
ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา LG Innotek ได้สะสมเทคโนโลยีที่สำคัญเกี่ยวกับสารซับเตรตเซมิคอนดักเตอร์ที่มีมูลค่าสูง เช่น ไมโครเซอร์กิตที่เล็กละเอียดมาก และเทคโนโลยีการจับคู่สารซับเตรตแบบหลายชั้นที่มีความหนาแน่นสูง (การจัดเรียงซ้อนสารซับเตรตหลายชั้นด้วยความละเอียดแม่นยำและสม่ำเสมอ) โดยดำเนินการผ่านทางธุรกิจส่วนประกอบวัสดุสารซับเตรต
จากความรู้ความชำนาญนี้ LG Innotek ได้เริ่มการผลิต FC-BGA จำนวนมากสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC) ให้กับลูกค้าเทคโนโลยีขนาดใหญ่ในอเมริกาเหนือมาตั้งแต่ปลายปีที่แล้ว และเมื่อเร็วๆ นี้ ยังประสบความสำเร็จในการรักษาฐานลูกค้าเทคโนโลยีขนาดใหญ่ระดับโลกได้อีก ส่วนในปี 2025 นี้ LG Innotek ตั้งเป้าที่จะเข้าสู่ตลาด FC-BGA สำหรับหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของคอมพิวเตอร์ PC โดยกลยุทธ์ของบริษัท คือ การเข้าสู่ตลาด FC-BGA ระดับไฮเอนด์เป็นระยะๆ รวมถึงการเข้าสู่ตลาด FC-BGA ของเซิร์ฟเวอร์ในช่วงต้นปี 2026 และเพื่อเตรียมพร้อมในด้านนี้ LG Innotek ได้ซื้อส่วนสำคัญของโรงงานที่จำเป็นต่อการผลิต FC-BGA สำหรับเซิร์ฟเวอร์ เช่น “การเคลือบที่ขอบ” ให้เป็นตัวป้องกันไม่ให้เกิดอนุภาคฝุ่น
เพื่อให้สอดคล้องกับเป้าหมายนี้ LG Innotek จะเร่งพัฒนาเทคโนโลยีสารซับเตรตรุ่นต่อไปโดยร่วมมือกับลูกค้าเทคโนโลยีขนาดใหญ่ระดับโลก โดยภายในปี 2027 บริษัทมีแผนที่จะนำเทคโนโลยีต่างๆ เช่น เทคโนโลยี RDL (re-distribution layer) ซึ่งใช้วิธีแกะสลักลวดลายไมโครเซอร์กิตลงบนชั้นสารซับเตรตโดยตรง ทำให้ลดการสูญเสียพลังงานจากการฝังอุปกรณ์ลงในชั้นซับสเตรต นอกจากนี้ ยังรวมถึงเทคโนโลยีแกนหลายชั้น (MLC) และแกนเป็นกระจก (ซับสเตรตกระจก) ซึ่งป้องกันการบิดเบี้ยวเมื่อใช้เป็นซับสเตรตทขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง LG Innotek ได้ส่งเสริมซับการใช้สเตรตกระจกเพื่อเสริมแกร่งความร่วมมือกับลูกค้าทั่วโลก
Minseok Kang รองประธานและหัวหน้าหน่วยธุรกิจซับสเตรตและวัสดุของ LG Innotek กล่าวว่า — “LG Innotek จะขยายการผลิต FC-BGA ต่อไป ซึ่งจะมอบคุณค่าที่ยอดเยี่ยมให้กับลูกค้าด้วยโรงงาน Dream Factory อันทันสมัย และพัฒนาธุรกิจ FC-BGA ให้กลายเป็นธุรกิจมูลค่า 700 ล้านเหรียญสหรัฐภายในปี 2030”
ที่มา: LG Innotek
