MIT Spinout FabuBlox ra mắt FabAgent phục vụ kỹ thuật quy trình bán dẫn

FabuBlox đã giới thiệu FabAgent, một trợ lý AI được thiết kế để giúp các kỹ sư bán dẫn xây dựng, phân tích và mô phỏng quy trình chế tạo trước khi triển khai trong phòng sạch. Công ty tách ra từ MIT đang kết nối trợ lý này với các thiết kế quy trình có cấu trúc và kiến thức về cơ sở sản xuất, nhằm giúp các kỹ sư xem xét nhiều yếu tố phụ thuộc lẫn nhau quyết định liệu một quy trình chế tạo có vận hành hiệu quả hay không.

Luận điểm cốt lõi của công ty là trí tuệ quy trình cần hiểu rõ cả cơ sở chế tạo lẫn quy trình. Chuỗi công đoạn chế tạo phải phù hợp với thiết bị, quy định về vật liệu, công thức quy trình và giới hạn vận hành của cơ sở sẽ thực hiện chuỗi công đoạn đó. FabAgent được kết nối với FabuBlox Facility OS nhằm cung cấp bối cảnh này trong quá trình đưa ra quyết định kỹ thuật.

Từ hướng dẫn quy trình đến cấu trúc thiết bị trực quan

FabAgent là một phần của nền tảng vốn đã tổ chức kiến thức về chế tạo. Process Design Suite của công ty kết hợp các mô tả quy trình được chuẩn hóa, hình ảnh trực quan về mặt cắt ngang, mô phỏng cấu trúc chồng lớp, quản lý phiên bản và kho lưu trữ dùng chung. Các kỹ sư có thể mô tả mục tiêu chế tạo và sử dụng trợ lý AI để hỗ trợ xây dựng quy trình, cấu hình từng công đoạn riêng lẻ, cũng như tìm hiểu thiết bị và công thức quy trình, đồng thời vẫn giữ quyền xem xét quy trình được đề xuất.

Lớp hiển thị trực quan cung cấp cơ sở vật lý cho những quyết định đó. FabuBlox cho biết các thuật toán dò tia của họ mô phỏng cách các công đoạn liên tiếp làm biến đổi cấu trúc chồng lớp của thiết bị, bao gồm độ bao phủ màng và biên dạng thành bên. Kỹ sư có thể chọn một đường cắt từ tệp bố cục GDS để liên kết chuỗi công đoạn chế tạo với mặt cắt ngang của thiết bị dự kiến. Khi thiết kế phát triển, những thay đổi trong quy trình cũng được cập nhật trên hình ảnh trực quan.

Sự kết hợp này hữu ích vì mỗi công đoạn quy trình làm thay đổi điều kiện ban đầu của các công đoạn tiếp theo. Việc xem xét cấu trúc đang biến đổi song song với hướng dẫn có thể giúp nhóm phát hiện sớm hơn các vấn đề về tích hợp. Tuy nhiên, mức độ hữu ích của mô phỏng vẫn phụ thuộc vào độ chính xác khi các tham số thể hiện thiết bị và điều kiện quy trình, vì vậy hiệu chuẩn và các phép đo thực nghiệm là những phần quan trọng trong quy trình kỹ thuật.

Facility OS cung cấp cho trợ lý bối cảnh về cơ sở chế tạo

Facility OS mô tả thiết bị và những ràng buộc chi phối quy trình. Mô hình cơ sở có cấu trúc của nền tảng bao gồm khả năng của thiết bị, tài nguyên được hỗ trợ, hạn chế về vật liệu, dải tham số, công thức quy trình và dữ liệu hiệu chuẩn. Kỹ sư có thể tìm kiếm trong thư viện thiết bị, còn tính năng đối chiếu có hỗ trợ AI được thiết kế để giúp xác định thiết bị phù hợp với thao tác được yêu cầu.

Công thức quy trình được liên kết với các thiết bị cụ thể và dữ liệu đặc tính của chúng. Khi công thức thay đổi, nền tảng sẽ làm nổi bật những điểm khác biệt để kỹ sư có thể chọn lọc đồng bộ chúng với các quy trình chế tạo. Nhờ đó, mối liên hệ giữa quy trình được đề xuất với các thiết lập và hành vi đo được của thiết bị dự kiến thực hiện quy trình vẫn được duy trì.

Kiểm soát nhiễm bẩn cũng là một phần quan trọng khác của mô hình này. Facility OS kết hợp định nghĩa vật liệu và thông tin về cấu trúc chồng lớp với các hạn chế riêng của từng thiết bị để hỗ trợ quyết định về tính tương thích trong quá trình lập kế hoạch. Vì vậy, trợ lý đánh giá một quy trình có thể cân nhắc liệu một công đoạn có phù hợp với các kết hợp vật liệu và thiết bị được cơ sở cho phép hay không, thay vì xem mỗi thao tác như một chỉ dẫn riêng lẻ.

Công ty cũng mô tả các quy trình để xem xét yêu cầu chế tạo mới và ước tính chi phí dựa trên các công đoạn quy trình đã cấu hình cùng mức giá tại cơ sở. Những khả năng này mở rộng việc ứng dụng cùng một hệ thống kiến thức có cấu trúc sang các công việc điều phối xung quanh hoạt động chế tạo.

Công ty hình thành từ kinh nghiệm chế tạo tại MIT

FabuBlox bắt nguồn từ những vấn đề về chia sẻ kiến thức mà các nhà sáng lập gặp phải tại MIT. Tiểu sử tại Phòng thí nghiệm Công nghệ Vi hệ thống MIT cho biết Jan Tiepelt và các đồng sáng lập đã tạo ra nền tảng này vào năm 2023 nhằm hỗ trợ xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung cho cộng đồng MIT.nano và MTL. Tiepelt hoàn thành chương trình tiến sĩ kỹ thuật điện tại MIT vào tháng 5 năm 2024, sau khi nghiên cứu sự suy giảm của OLED xanh lam.

Phòng thí nghiệm Công nghệ Vi hệ thống của MIT liệt kê FabuBlox trong số các công ty khởi nghiệp hình thành từ cộng đồng của mình. Nhà đầu tư Pillar VC xác định đội ngũ sáng lập gồm các tiến sĩ MIT Jan Tiepelt và Josh Perozek, cùng các kỹ sư Jack Muller và Eyal Perry.

Theo thông báo của MIT vào tháng 1 năm 2025, công ty đã tham gia chương trình START.nano của MIT.nano. Chương trình hỗ trợ các doanh nghiệp công nghệ chuyên sâu bằng cách cung cấp quyền tiếp cận cơ sở vật chất với mức phí ưu đãi, tư vấn kỹ thuật và kết nối với mạng lưới đổi mới sáng tạo của viện. Mô tả của MIT về FabuBlox vào thời điểm đó nhấn mạnh giao diện thiết kế quy trình và các kho lưu trữ kiểu GitHub để tổ chức kiến thức về chế tạo.

Lịch sử đó giúp lý giải định hướng sản phẩm hiện nay. Các quy trình chế tạo có quản lý phiên bản, kho lưu trữ dùng chung và hồ sơ thiết bị có cấu trúc cung cấp cho trợ lý AI bối cảnh kỹ thuật để hoạt động, đồng thời lưu giữ lịch sử phát triển của thiết kế.

Học hỏi từ wafer, hướng tới các nhà máy chế tạo bán dẫn tự vận hành

Thành phần thứ ba trong nền tảng của FabuBlox, Fab Run Studio, liên kết các phiên bản luồng quy trình và công thức với wafer thực tế, hồ sơ thực thi và dữ liệu đo lường. Công ty mô tả sản phẩm này đang ở giai đoạn beta ban đầu. Các quy trình làm việc được mô tả bao gồm theo dõi những tuyến wafer phân nhánh và các lần chia tách thông số, so sánh kết quả, đồng thời sử dụng bản đồ wafer và kiểm soát quy trình thống kê để xác định mức độ biến thiên.

Vòng phản hồi dự kiến sẽ liên kết kết quả quan sát được với wafer, tuyến quy trình, công thức và công cụ đã tạo ra kết quả đó. Sau đó, FabAgent có thể giúp các kỹ sư cân nhắc điều chỉnh luồng quy trình, cập nhật hiệu chuẩn hoặc tiến hành thí nghiệm tiếp theo. Việc giữ các mối liên hệ này trong cùng một hệ thống đặc biệt hữu ích trong nghiên cứu và sản xuất đa chủng loại, nơi quy trình có thể thường xuyên thay đổi.

Toàn ngành cũng đang đầu tư vào việc rút ngắn chu kỳ học hỏi, thể hiện qua hoạt động nghiên cứu và phát triển quy trình bán dẫn có tính hợp tác, giúp các nhóm vật liệu, thiết bị và tích hợp phối hợp chặt chẽ hơn. FabuBlox đang giải quyết khía cạnh phần mềm và quản lý tri thức của thách thức này.

Tầm nhìn dài hạn của công ty còn mở rộng hơn: các tác nhân chuyên biệt trong những lĩnh vực như quang khắc, lắng đọng và khắc sẽ học hỏi từ kết quả thực tế, đồng thời hỗ trợ điều phối các thí nghiệm và thay đổi quy trình. Các mô hình thế giới dành riêng cho nhà máy bán dẫn và hoạt động sản xuất ngày càng tự động hóa vẫn là những mục tiêu đang được phát triển. Tương tự, Facility OS mô tả tín hiệu thiết bị theo thời gian thực và bảo trì dự đoán là một phần trong định hướng tương lai của mình.

Đối với các kỹ sư đang đánh giá FabAgent hiện nay, cơ hội trước mắt là có một cộng tác viên am hiểu cấu trúc của quy trình và các giới hạn của cơ sở sản xuất. Bước tiếp theo là kết nối khả năng suy luận đó với kết quả thí nghiệm có thể truy xuất, để mỗi lượt sản xuất đều góp phần đưa ra quyết định kỹ thuật tốt hơn.