羅姆與Quanmatic公司利用量子技術(shù)優(yōu)化制造工序并完成驗(yàn)證

全球知名半導(dǎo)體制造商羅姆(總部位于日本京都市)于2023年1月起與Quanmatic Inc.(總部位于日本東京都新宿區(qū)，以下簡(jiǎn)稱“Quanmatic”)展開合作，在半導(dǎo)體制造工序之一的EDS工序中測(cè)試并引入量子技術(shù)，以優(yōu)化制造工序中的組合。目前，雙方已經(jīng)在提高生產(chǎn)效率方面取得了一定成果，目標(biāo)是在2024年4月正式應(yīng)用該成果。在半導(dǎo)體制造工廠的大型量產(chǎn)線上證實(shí)量子技術(shù)對(duì)制造工序的優(yōu)化效果，在全球范圍內(nèi)尚屬先例。

近年來(lái)，很多領(lǐng)域都在嘗試?yán)昧孔蛹夹g(shù)，特別是量子退火算法*2在物流行業(yè)的配送路線優(yōu)化等組合優(yōu)化領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。另一方面，在半導(dǎo)體行業(yè)，隨著制造工序的增加，組合數(shù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)，而且還存在很多制約條件，因此很難得到最優(yōu)解，目前，量子技術(shù)在生產(chǎn)工序中的應(yīng)用僅限于類似于古典計(jì)算機(jī)可以運(yùn)算的程度。

在EDS工序中也一樣，生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試設(shè)備、測(cè)試條件等的組合數(shù)很龐大，因此即使只是部分工序，也很難得出優(yōu)化制造工序的解決方案。所以，以往通常是根據(jù)基本的計(jì)算規(guī)則，利用所積累的知識(shí)和技術(shù)來(lái)進(jìn)行操作(工序劃分)。

在這種背景下，羅姆與Quanmatic于2023年1月開始研究考慮到EDS工序中的各種制約條件的、使用量子解決方案的操作系統(tǒng)。Quanmatic擁有建基于早稻田大學(xué)和慶應(yīng)義塾大學(xué)研究成果的量子計(jì)算技術(shù)效率提升產(chǎn)品群、充分利用量子和古典計(jì)算技術(shù)的計(jì)算框架以及專門的公式化技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，融合羅姆多年來(lái)積累的豐富的知識(shí)、技術(shù)技巧和各種數(shù)據(jù)，雙方于2023年9月成功構(gòu)建了原型。

通過(guò)在羅姆國(guó)內(nèi)外工廠對(duì)該原型進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，證實(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)率和交貨延遲率等目標(biāo)指標(biāo)分別提高了幾個(gè)百分點(diǎn)。通過(guò)形成算法，還可以大大縮短計(jì)算時(shí)間，使得根據(jù)制造條件的變化進(jìn)行及時(shí)且合適的操作成為可能。

接下來(lái)，雙方將進(jìn)一步深化合作，通過(guò)在海外工廠的反復(fù)試運(yùn)行，進(jìn)一步提高操作系統(tǒng)的精度，力爭(zhēng)在2024年4月正式投入運(yùn)行。

早稻田大學(xué)理工學(xué)術(shù)院教授、Quanmatic CSO&Co-Founder戸川望表示：“這一成果是將大學(xué)研究的高級(jí)數(shù)學(xué)優(yōu)化算法落實(shí)在具體應(yīng)用中的一個(gè)案例，以量子相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用每天優(yōu)化的供應(yīng)鏈提供半導(dǎo)體產(chǎn)品，這在量子技術(shù)的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用方面具有非常重要的意義。我相信，通過(guò)不斷積累這樣的成果，將會(huì)為日本政府公布的“量子未來(lái)社會(huì)愿景”(到2030年量子技術(shù)的使用者達(dá)到1000萬(wàn)人)奠定基礎(chǔ)。”

羅姆董事高級(jí)執(zhí)行官CTO立石哲夫表示：“在實(shí)現(xiàn)無(wú)碳社會(huì)的進(jìn)程中，半導(dǎo)體的作用越來(lái)越大，而半導(dǎo)體產(chǎn)品的穩(wěn)定供應(yīng)也已成為一個(gè)社會(huì)課題。此次能夠利用量子技術(shù)開發(fā)出適合大型量產(chǎn)線的操作系統(tǒng)，對(duì)于半導(dǎo)體制造行業(yè)而言是非常大的進(jìn)步，這將使實(shí)時(shí)優(yōu)化生產(chǎn)操作成為可能。羅姆不會(huì)止步于現(xiàn)在的成就，我們的目標(biāo)是通過(guò)加快速度將量子技術(shù)及其相關(guān)方法引入到更多的工序中，構(gòu)建適合所有工序的優(yōu)化供應(yīng)鏈，加強(qiáng)ROHM的穩(wěn)定供應(yīng)體系。”

*1) Electrical Die Sorting。用于測(cè)試晶圓上形成的芯片的電氣特性的工序，對(duì)于確保半導(dǎo)體元器件可靠性和提高成品率至關(guān)重要。

*2) 由東京工業(yè)大學(xué)西森秀稔教授提出、由加拿大D-Wave Systems公司于2011年全球首次商用的技術(shù)，該技術(shù)引發(fā)了量子計(jì)算的研究熱潮。通常認(rèn)為該技術(shù)在解決組合優(yōu)化問(wèn)題方面表現(xiàn)出色，而且其應(yīng)用性很強(qiáng)，因此在社會(huì)上的大范圍實(shí)際應(yīng)用將指日可待。

■關(guān)于QuantmaticQuanmatic由早稻田大學(xué)戸川望教授、CEO古賀純隆、慶應(yīng)義塾大學(xué)田中宗副教授和Chief Product Officer武笠陽(yáng)介四人于2022年10月創(chuàng)立，公司以戸川望教授的研究成果為基礎(chǔ)，研究和開發(fā)旨在利用量子相關(guān)技術(shù)的計(jì)算機(jī)科學(xué)算法。公司以“實(shí)現(xiàn)人人可用量子技術(shù)的世界”為愿景，不斷開發(fā)將算法知識(shí)產(chǎn)權(quán)應(yīng)用于商業(yè)課題的優(yōu)化引擎，并拓展開發(fā)獨(dú)立于硬件的提高“通用量子計(jì)算技術(shù)”效率的解決方案。

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