반도체 제조에 엣지 AI 적용: 단결정로 시스템을 위한 비전 기반 지능형 제어 시스템

결정 성장 자동화를 통한 스마트 제조

반도체 웨이퍼에 대한 글로벌 수요가 지속적으로 증가함에 따라 단결정로 시스템의 자동화는 스마트 제조를 달성하기 위한 핵심 요소로 자리 잡았습니다. 고성능 실리콘 결정 성장 기술에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 웨이퍼 직경과 결정 성장 공정의 자동화 정도와 같은 요소가 제품 품질과 생산 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다.

지능형 기술의 발전으로 단결정로 시스템의 제어 시스템이 더 높은 안정성과 정밀도를 달성하는 것이 필수적이 되었습니다. 이를 통해 수동 개입이 줄어들고 공정 안정성이 향상됩니다. Edge AI 시스템은 실시간 데이터 분석과 머신러닝 모델을 활용하여 온도, 진공 수준 및 내부 퍼니스 환경을 자율적으로 모니터링하고 조정하여 결정 성장을 위한 최적의 조건을 보장함으로써 중요한 역할을 합니다. 또한 엣지 AI의 짧은 지연 시간 덕분에 갑작스러운 변화에 즉각적으로 대응할 수 있어 불량률을 줄이고 생산 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

비전 검사 기술로 결정 성장 정밀도 향상

지능형 단결정로 시스템으로의 전환 과정에서 비전 검사 기술은 필수 불가결한 요소가 되었습니다. 고해상도 카메라와 엣지 AI 컴퓨팅 장치를 통합하여 결정 직경, 밝기, 용융 갭, 진동 상태 등 주요 파라미터를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. AI 모듈의 엣지 추론을 통해 크리스탈 풀링 공정 중 불안정성을 조기에 감지할 수 있습니다. 온도, 진동 또는 크리스탈 표면의 이상이 감지되면 시스템은 즉시 중앙 서버로 경고를 보내고 동시에 현장 직원에게 알려 자동으로 파라미터를 조정할 수 있도록 합니다. 각 퍼니스의 인간-기계 인터페이스(HMI)를 통해 수동으로 조정할 수도 있습니다.

'단결정로 시스템 자동화'는 인건비를 크게 절감할 뿐만 아니라 생산 수율과 생산 능력도 크게 향상시킵니다. 기존의 수동 모니터링에 비해 딥러닝 모델을 활용한 임베디드 비전 검사 시스템은 와이어 파손이나 숄더 분할과 같은 이상을 자동으로 식별하고 경고를 발행하여 즉각적인 공정 파라미터 조정이 가능하므로 결정 성장의 일관성을 보장하며, 퍼니스 필드 내의 제어 장치를 PLC 시스템과 통합하여 생산 공정을 종합적으로 모니터링하고 관리함으로써 장비의 조정된 작동을 보장해야 합니다. 이러한 조기 개입 기능은 더 큰 수율 손실을 방지하는 데 매우 중요합니다.

단결정로 시스템 인텔리전스를 강화하는 WEBS-45J1 고성능 엣지 AI 산업용 PC

단결정로 시스템에서 WEBS-45J1은 중요한 역할을 합니다. LAN/POE/USB 등의 인터페이스를 통해 퍼니스 내부의 고해상도 카메라로부터 실시간 이미지 데이터를 수신합니다. 정교한 비전 모니터링 소프트웨어가 시스템 내에서 실행됩니다. 최대 26 TOPS의 처리 성능을 제공하는 Hailo-8 AI 가속 모듈을 탑재한 WEBS-45J1은 고해상도 이미지에서 실시간 딥러닝 추론 및 분석이 가능하며, 이를 통해 시스템은 중요한 성장 파라미터의 정밀한 측정, 결정 성장 과정 중 와이어 파손이나 숄더 분할 같은 이상 현상을 실시간으로 식별하는 등 복잡한 지능형 작업을 자율적으로 수행할 수 있습니다. 문제가 감지되면 경고가 트리거되어 작업자에게 알립니다.

단결정로 시스템과 주변 장비의 완벽한 통합 및 조정을 위해 WEBS-45J1은 포괄적인 연결 옵션을 제공합니다. 여기에는 LAN/POE/USB, 표준 산업용 제어 직렬 포트(RS232/RS422/RS485), 네트워킹용 이더넷, HMI 시각 출력을 위한 HDMI/USB 포트가 포함됩니다. 이러한 다양한 I/O는 다양한 센서, PLC, 제어 밸브 및 네트워크 구성 요소와의 원활한 통합을 보장하며, 복잡한 시각 분석 및 멀티태스킹을 지원하기 위해 WEBS-45J1은 최대 96GB의 DDR5 메모리를 지원합니다. 넓은 전압 입력 범위(DC 12~36V)와 확장된 온도 작동(-20°C~60°C)으로 반도체 공장의 열악하고 가변적인 환경에서도 안정적이고 신뢰할 수 있는 작동을 보장합니다.

단결정로 시스템 환경의 제한된 공간을 고려할 때 WEBS-45J1은 컴팩트하고 견고한 팬리스 열 설계로 공간을 절약할 뿐만 아니라 장기간 팬 작동이나 먼지 축적으로 인한 고장을 방지하여 중단 없는 생산을 보장합니다. ANS-9142S와 같은 고성능 네트워크 애그리게이터와 함께 사용하면 처리 능력을 확장하여 대규모 고속 이미지 데이터 스트림을 지원하며, 이를 클라우드 플랫폼에 업로드하여 심층적인 빅데이터 분석, 프로세스 최적화, 예측 유지보수를 수행할 수 있습니다.

Portwell DMS(설계 및 제조 서비스)

Portwell은 30년 이상 산업용 컴퓨팅 분야에 깊이 관여해 왔습니다. 전 세계에 걸쳐 광범위한 커스터마이징 경험을 바탕으로 개념 설계부터 대량 생산 납품까지 원스톱 DMS(설계 및 제조 서비스)를 제공합니다. 산업 자동화, 의료 및 통신과 같은 수직적 애플리케이션에 중점을 두고 임베디드 시스템, 에지 AI, 머신 비전 및 데이터 분석과 같은 고급 기술을 통합하여 고객이 스마트 제조 혁신을 빠르게 실현할 수 있도록 지원합니다.

포트웰의 DMS는 맞춤형 마더보드 설계, 시스템 통합, 펌웨어 개발, 하드웨어-소프트웨어 공동 설계를 다룹니다. 자동화 생산, 엄격한 품질 관리 및 국제 인증과 결합하여 소량 파일럿 생산부터 대규모 제조까지 모든 것을 지원합니다. 대만, 미주, 유럽, 아시아에 시설을 갖춘 현지화된 엔지니어링 팀과 양방향 물류 지원으로 배송 효율성과 기술 대응력을 향상시킵니다.

AI와 엣지 컴퓨팅이 점점 더 중요해짐에 따라 Portwell은 하드웨어를 제공할 뿐만 아니라 에코시스템 파트너와 협력하여 유연하고 확장 가능한 애플리케이션 플랫폼을 구축합니다. 제품 개발부터 ESG 지속가능성 통합에 이르기까지 Portwell은 고객과 함께 장기적인 가치를 창출하고 새로운 산업 인텔리전스 시대를 향한 여정을 가속화하기 위해 최선을 다하고 있습니다.

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