Desde enero de 2023, ROHM ha estado colaborando con Quanmatic para introducir la tecnología cuántica en el proceso EDS (Clasificación Eléctrica de pastillas/dies), llevando a cabo demostraciones con el objetivo de optimizar las combinaciones durante la fabricación. ROHM y Quanmatic anuncian que, al cumplirse ciertos hitos en cuanto a eficiencia de producción, ambas compañías planean llevar a cabo la implementación a escala completa en abril de 2024.

Esto representa la primera demostración a nivel mundial de la optimización del proceso de fabricación mediante la tecnología cuántica en una línea de producción en masa a gran escala en una planta de fabricación de semiconductores.

En los últimos años, se ha explorado el uso de la tecnología cuántica en varios campos, en particular, los métodos de aniquilación cuántica*2 que se están introduciendo en el área de optimización combinatoria, como en la optimización de rutas de entrega en la industria logística. Al mismo tiempo, en la industria de semiconductores, a medida que el proceso de fabricación se vuelve más extenso, las posibles combinaciones aumentan exponencialmente. Además, la gran cantidad de restricciones dificulta obtener una solución óptima. Por lo tanto, la aplicación de la tecnología cuántica se limitaba a procesos en una escala que podría aproximarse con computadoras clásicas.

Por ejemplo, en el proceso EDS, la cantidad de combinaciones que involucran dispositivos de fabricación, equipos/pruebas y otras variables es tan grande a pesar de ser solo una parte del sistema completo. Esto hacía extremadamente difícil derivar una solución que optimizara el proceso de fabricación. Como resultado, en el pasado era común realizar operaciones (asignación de procesos) basadas en reglas de cálculo básicas, utilizando el conocimiento y la experiencia acumulados.

En este contexto, en enero de 2023, ROHM y Quanmatic comenzaron a explorar un sistema operativo utilizando soluciones cuánticas que tienen en cuenta diversas restricciones en el proceso EDS. En septiembre de 2023, ambas compañías lograron construir un prototipo al combinar el producto de Quanmatic que mejora la eficiencia de la computación cuántica basado en investigaciones realizadas en la Universidad de Waseda y la Universidad de Keio junto con un marco computacional. La tecnología de formulación especializada involucrada aprovecha las técnicas de computación cuántica y clásica, así como el vasto conocimiento, experiencia y datos acumulados por ROHM hasta la fecha.

Después de probar y validar el prototipo en fábricas nacionales y extranjeras de ROHM, los resultados mostraron que los indicadores clave de rendimiento, como la utilización y las tasas de retraso en la entrega, podrían mejorarse en varios puntos porcentuales. Además, la implementación del algoritmo reduce significativamente el tiempo de cálculo, permitiendo una operación oportuna y óptima en respuesta a los cambios en las condiciones de fabricación.

En el futuro, ambas compañías trabajarán para profundizar aún más en su colaboración para mejorar la precisión del sistema de fabricación a través de una serie de operaciones de prueba en plantas en el extranjero, con el objetivo de la introducción a escala completa en abril de 2024.

Nozomu Togawa, CSO y co-fundador de Quanmatic / Profesor, Facultad de Ciencias e Ingeniería, Universidad de Waseda
"Este resultado es un ejemplo de un método de cálculo de optimización altamente matemático investigado en una universidad que se aplica en el mundo real. El objetivo: proporcionar productos semiconductores a través de una cadena de suministro que se optimiza continuamente a diario utilizando métodos relacionados con la cuántica, lo que tiene una gran importancia como una aplicación práctica a gran escala de la tecnología cuántica. Creemos que la acumulación de tales logros sentará las bases para la realización de la 'Visión Futura de una Sociedad Cuántica' del gobierno japonés (una sociedad en la que 10 millones de personas estarán utilizando la tecnología cuántica para 2030)."

Tetsuo Tateishi, Miembro del Consejo, Oficial Corporativo Senior y CTO, ROHM Co., Ltd.
"A medida que el papel de los semiconductores se vuelve cada vez más importante para lograr una sociedad descarbonizada, garantizar un suministro estable se ha convertido en un problema social. El desarrollo de un sistema operativo adecuado para líneas de producción en masa a gran escala utilizando tecnología cuántica representa un gran avance para la industria de fabricación de semiconductores, permitiendo la optimización en tiempo real de los procesos de producción. Más allá de la situación actual, aceleraremos la introducción de la tecnología cuántica y métodos relacionados en una amplia gama de procesos, con el objetivo de fortalecer nuestro sistema de suministro estable mediante el establecimiento de una cadena de suministro más holísticamente optimizada."

*1) Clasificación Eléctrica de pastillas/dies – Un proceso para probar las características eléctricas de los chips formados en obleas, esencial para garantizar la confiabilidad y mejorar el rendimiento de los dispositivos semiconductores.
*2) Tecnología propuesta por el Profesor Hidetoshi Nishimori del Instituto de Tecnología de Tokio que desencadenó el auge de la computación cuántica cuando fue ofrecida comercialmente por primera vez en el mundo por D-Wave Systems de Canadá en 2011. Se considera cercana a la implementación social debido a su fuerza en la resolución de problemas de optimización combinatoria que reducen el enfoque de aplicación.

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