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La escasez de chips continúa desafiando a la industria. Todavía existen muchos problemas y uno que se ha convertido en un desafío global clave es la escasez de materias primas. Los productos básicos como el aluminio, el cobalto, el cobre, el silicio, el tungsteno y más son fundamentales para la innovación de productos y la fabricación de semiconductores.
Esto ha creado una necesidad crítica de más datos para acelerar los procesos de desarrollo de productos, mejorar la calidad del material y hacer que la producción sea más eficiente, especialmente con la aceleración de todo lo digital. La combinación de la gestión de datos con los materiales adecuados permitirá un mayor desarrollo de los productos semiconductores.
La gran complejidad tanto de la cadena de suministro como del proceso de fabricación de semiconductores impide que una empresa lo controle adecuadamente por sí misma. Dominar esta complejidad a través de los datos es fundamental para el crecimiento sostenible de la industria
Las nuevas inversiones en fabricación por parte de las principales empresas de semiconductores para ampliar la capacidad demuestran el compromiso de la industria para abordar la escasez de chips y los problemas de la cadena de suministro. Estas nuevas fábricas están creando una demanda creciente de equipos y materiales para satisfacer el futuro crecimiento exponencial.
A medida que las fábricas inteligentes entren en funcionamiento, las máquinas y los robots conectados digitalmente recopilarán datos continuamente. Las tecnologías adicionales en estas fábricas avanzadas, como la realidad aumentada/virtual y el mantenimiento predictivo, procesan grandes cantidades de datos. Estos valiosos datos se pueden utilizar para monitorear, controlar y optimizar los procesos de producción.
Un requisito previo importante para hacer frente a la creciente avalancha de datos es la recopilación de una amplia base de datos que se extienda a lo largo de toda la cadena de valor. Por ejemplo, algunos procesos de fabricación de materias primas o fuentes de suministro están muy concentrados en una región o en países individuales. La búsqueda de fuentes alternativas de suministro se puede acelerar mediante el uso de análisis avanzados que predicen el impacto de una nueva fuente de materia prima en los productos terminados.
Para tener éxito en el futuro, las empresas deben repensar cómo obtienen y trabajan con los materiales que necesitan y colaboran entre industrias.
Más datos, habilidades de integración requeridas
Además de esta nueva afluencia de datos de fábricas inteligentes, las arquitecturas y procesos de chips semiconductores se han vuelto mucho más complejos y requieren más elementos en la tabla periódica. Hace unas décadas se usaban menos de 10 elementos en los procesos de chips. Ahora, con la explosión de los datos y la digitalización, se utilizan entre 50 y 70 de los elementos, y se examinan aún más.
Los materiales también son una parte integral de la innovación, y el uso de los materiales correctos para resolver desafíos críticos en el desarrollo de nuevos productos puede conducir a nuevos avances. Por ejemplo, la integración de soluciones de materiales puede ayudar a resolver desafíos críticos como la transferencia de patrones, el escalado 3D y el procesamiento e integración a escala atómica.
Con una gama más amplia de materiales que se utilizan para fabricar productos semiconductores, la capacidad de integrar y empaquetar estos materiales para optimizar el proceso de fabricación es cada vez más importante.
Esta es un área en la que está involucrada EMD Electronics, una empresa de Merck KGaA, Darmstadt, Alemania. El enfoque está en proporcionar soluciones materiales para todos los pasos del proceso de fabricación para resolver estos desafíos con un compromiso con el análisis y la gestión de datos. Como resultado, se pueden identificar las mejores prácticas comerciales para acelerar la innovación, mejorar la calidad del producto, administrar la cadena de suministro y, en última instancia, ayudar a resolver los problemas de los clientes.
Estos son los pasos que las empresas pueden tomar para aprovechar los datos y acelerar el desarrollo de nuevos productos:
- Pruebe y desarrolle condiciones de proceso de materiales de forma rápida e iterativa para problemas y escenarios específicos. Por ejemplo, Intermolecular, una empresa de EMD Electronics, ofrece información avanzada sobre aplicaciones y capacidades de prueba. Su tecnología combinatoria hace posible colocar materiales con muchas composiciones y combinaciones diferentes en una sola oblea. Se puede utilizar una visión holística de los materiales y conocimientos basados en datos para garantizar la calidad del producto y los estándares de pureza mientras se acelera el proceso desde la investigación y el desarrollo hasta la comercialización.
- Utilice técnicas de inteligencia artificial y aprendizaje automático para comprender las correlaciones y predecir cómo un cambio significativo podría afectar el proceso del cliente. Hemos visto una oportunidad de resolver problemas usando estas herramientas en menos de cuatro semanas.
- Obtenga información mediante el uso de la tecnología o el sistema correctos, luego adáptelos y amplíelos. Los conocimientos desde la investigación y el desarrollo hasta la producción pueden establecer los estándares para recopilar los datos correctos durante el desarrollo de productos y procesos. Esto ayuda a acelerar el desarrollo de nuevos materiales en el futuro mediante el uso de los datos en las primeras etapas del ciclo de vida de los activos.
- Identifique proactivamente los parámetros más allá del Certificado de análisis que son importantes para el rendimiento de la fábrica antes de que ocurra una desviación. Un mejor control de los parámetros recién identificados mejorará el rendimiento de los materiales en sus fábricas y ayudará a optimizar los rendimientos. Aplique sus conocimientos de I+D a las innovaciones de nuevos materiales para acelerar la aceleración de los nodos tecnológicos de próxima generación.
- Colabore con los subproveedores y comparta datos con ellos para brindarles a los clientes más transparencia y mitigar los riesgos relacionados con la calidad y la entrega. Aprovechando un ecosistema de datos de toda la industria, puede agregar y analizar datos en múltiples fábricas y proveedores de materiales en la industria de los semiconductores. Esto mejorará la calidad del material, aumentará la transparencia en las cadenas de suministro y acelerará el tiempo de comercialización.
- Lleve a la organización a un viaje de digitalización para transmitir e integrar la cultura digital y, lo que es más importante, brindar herramientas prácticas para que los diferentes departamentos optimicen sus procesos actuales y adapten las mejores soluciones digitales de su clase. Esta oficina de datos debería integrarse en última instancia en la empresa para garantizar un enfoque basado en datos. En general, se debe abordar la integración de tres relaciones diferentes en el viaje de digitalización de las organizaciones: (1) mentes y máquinas, (2) productos y plataformas, y (3) el «núcleo» y la multitud. La evolución de una oficina de datos centralizada en un ejecutivo profundamente tejido para la empresa aborda el punto (3), es decir, la integración del llamado «núcleo», también conocido como el negocio, con la multitud.
La demanda de más materiales nunca ha sido mayor y se ha visto exacerbada por la escasez de chips y los problemas de la cadena de suministro. La digitalización puede ser el factor diferenciador de una empresa para mantenerse por delante de la competencia. Para prosperar en el panorama digital actual, las organizaciones deben repensar cómo obtienen y trabajan con los materiales que necesitan y colaboran en todas las industrias.
Dominar el análisis de datos es fundamental para esto y será clave para impulsar la innovación futura de semiconductores. La adopción de nuevas tecnologías digitales y herramientas de colaboración permitirá a las empresas gestionar la explosión de datos con los materiales adecuados. Esto ayudará a las empresas a innovar más rápido, optimizar la producción y lograr una mayor transparencia en la cadena de suministro.
— Anand Nambiar es vicepresidente ejecutivo y director de materiales semiconductores en EMD Electronics, una empresa de Merck KgaA, Darmstadt, Alemania.
