日月光半導體是全球最大半導體封裝測試廠,客戶遍及世界一線晶片大廠,2024年全球廠區已建成56座智慧工廠,並獲世界經濟論壇「燈塔工廠」殊榮,是台灣半導體產業走向世界舞台的重要代表。
但在這之前,日月光的減碳之路,已經來到瓶頸。
台灣半導體撐起全球科技供應鏈,卻也正在面對一道新的門檻:永續,隨著歐美客戶將ESG表現納入供應商評鑑標準,碳排放數據的透明與否,已從加分項變成入場券,對日月光而言,這不只是形象問題,而是攸關能否繼續在全球市場立足的生存課題。
問題的核心,藏在製程深處,四氟化碳(CF4,Tetrafluoromethane)是半導體晶圓凸塊(Bump)乾式蝕刻製程中的關鍵清潔氣體,用來清除腔體內的殘留物,製程不可或缺。然而,CF4同時也是一種強效溫室氣體,暖化效應是二氧化碳的6500倍以上,且在大氣中可存留長達5萬年。
在溫室氣體排放的計算框架下,企業直接排放(範疇一)的碳排量9成來自CF4。「既然製程問題那麼麻煩,我們一定要選一次能解決九成的方案,」日月光智慧整合部部經理王建傑直接了當地說。
最難解的挑戰,減CF4良率卻跌28%
要減CF4,說來簡單,做起來卻是兩道幾乎無解的難題。
第一道是技術難題,CF4直接參與晶圓蝕刻製程,調整或替換它,等於挑戰製程的紅線,日月光曾嘗試以氧氣(O2)從源頭替代CF4,結果良率暴跌28%,在密集出貨的壓力下,沒有人能承擔產品報廢、良率崩跌的代價,更不可能拿客戶的產品去試錯。
第二道是人的難題,工廠裡負責設備與製程的OT(操作技術)部門,與負責數據和系統的IT部門,雙方各有觀點,IT團隊試圖解決碳排,OT現場工程師則必須扛起生產穩定的責任,雙方很難有共同語言。
日月光的破解之道,是讓AI成為這道難題的仲裁者。
用AI取代人工,解決跨部門溝通難題
AI模型的任務,是破解這個瓶頸,日月光早就知道解法方向是用氧氣(O2)從源頭取代CF4,試了之後,生產效率下跌,計畫就此擱淺。問題不在方向錯,而在O2製程的參數變數太多、耦合關係太複雜,人腦與Excel根本梳理不出安全的最佳配方。
AI的介入,正是把O2製程的所有參數與大數據丟入模型運算,捕捉那些微小的非線性關聯,找出傳統工程邏輯看不見的解,同時,系統在AI模型外加上「物理護欄」,確保每一個指令都不超出安全的物理範圍,讓現場工程師看見AI既能節能、又守得住安全底線。
「在過去,要尋找這種等級的參數最佳化製程,可能需要5年的反覆實驗與試錯,但有了AI的輔助,我們將時間縮短到了6個月。」王建傑說。
導入AI後,日月光不僅成功以O2取代CF4、單一專案年減超過4500噸CO₂e,Bump製程產能更反而提升16%、每小時晶圓處理量(WPH)大幅躍升45%,月光並已訂下目標,計劃於2026年實現CF4零排放。
溝通面,AI數據成為OT與IT之間的共同語言。過去,兩個部門的爭議往往是「你說我說」,各憑經驗與立場。
現在,所有判斷依據是同一份即時數據,且每一個參數調整建議背後,都有物理原則撐腰。王建傑說,導入AI之後,雙方的討論從「要不要動」變成「怎麼動最安全」,這個轉變,比技術本身更難得。
數字背後的隱性優勢,打造全球競爭護城河
AI落地後,日月光的成效清晰可量,除了生產製程年減碳逾9400噸CO₂e,2024年循環經濟效益達到6.2億元等成效,也都是AI在背後助攻。
但更深遠的改變,是市場地位的重構,歐美客戶看中的不只是「減了多少碳」,而是日月光擁有數據治理的透明度與可驗證的減碳實績。
「當ESG成為相同價格下勝出的關鍵時,這就變成能搶到訂單的隱性優勢,」王建傑說。在設備高度標準化的封測產業,AI讓相同機台更省能、更穩定、更低碳,這條數位護城河,讓日月光從被動符合客戶綠色要求,轉型為主動展示競爭力的業務推手。
「我們不再只是被動地符合客戶的綠色要求,而是主動向客戶展示,透過AI,我們可以提供比同業更低碳的封裝製程,團隊感受到自己從後勤支援轉變為業務推手的榮譽感。」
AI助攻,已經讓日月光在技術門檻上,再疊加一層綠色盾牌,成為更具優勢的護國群山之一。
百強AI應用心法
「不需要一開始投入太多資源做完美的模型,而是要有韌性的架構,讓它有彈性可以不斷、快速地迭代更新,也就是小步快跑。」 —日月光智慧整合部部經理王建傑
公司:日月光半導體製造股份有限公司
成立:1984年
AI應用領導人:日月光智慧整合部部經理王建傑
AI應用項目:CF4製程替換、冰水節能、空調FFU控制、廢水加藥最佳化、空污削減預測
AI應用成效:
年減碳超過9400噸CO₂e
年節電905萬度、省用水75萬噸、污泥減量 494噸
循環經濟效益6.2億元
核稿編輯:康育萍、黃巧惠