스케줄 검색 및 수정을 통한 반도체 패키징 라인 스케줄링 기법

Abstract

근래의 반도체 제조공정은 고집적, 고성능의 반도체 생산을 위해 기존의 단칩 패키지(single chip package) 생산에서 다수의 칩을 쌓아올리는 다중 칩 패키지(multi chip package) 생산을 중심으로 발전하고 있다. 칩의 다층화로 인해 해당 공정을 수행하는 반도체 패키징 라인의 공정 복잡도가 증가하며, 그에 따라 반도체 패키징 라인의 설비 가동률은 매우 저조한 상태에 머물러 있다. 반면 반도체 시장 경쟁 심화로 인한 극심한 수요 변동과 곳곳에 산재하고 있는 리스크 등의 변수는 반도체 제조환경의 불확실성을 가중시켜 반도체 생산 스케줄의 지속성을 저해한다. 특히, 반도체 패키징 라인은 반도체 제조공정의 후공정에 속하는 공장으로서 반도체 제조환경상의 변동에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 제조환경상의 변동을 반영하지 않은 스케줄은 반도체 공정의 설비 가동률 저하를 야기하며 그에 따라 반도체 제조환경상의 변동 발생에 신속하게 대응할 수 있는 스케줄의 갱신이 필수가 되었다. 그러나 과거에 사용되어 왔던 스케줄링 기법들은 근래 반도체 패키징 라인이 직면하고 있는 공정 복잡도로 인한 스케줄링의 시간 및 성능 측면의 어려움을 해결하는데 한계가 있다. 이에 따라 반도체 패키징 라인의 스케줄링 시간 및 성능의 문제를 해결함과 동시에, 급변하는 반도체 시장 환경과 불확실한 제조환경이 유발하는 잦은 스케줄 갱신 요구에 신속하게 대응할 수 있는 스케줄링 기법의 필요성이 강조된다. 이에 본 연구에서는 스케줄 검색과 수정을 통해 고속화된 반도체 패키징 라인 스케줄링 기법을 제안한다. 이는 스케줄링의 속도 향상을 목적으로 하며, 이를 위해 스케줄 생성을 요구하는 대상 공장의 네 가지 공장상황 정보(factory context)인 설비군별 설비 수, 설비 초기 셋업 상태, 제품별 생산요구량, 제품별 재공량을 기준으로 스케줄을 추출 및 수정하여 유전 알고리즘의 초기해로 활용하는 방법을 사용한다. 스케줄링의 속도 향상은 유전 알고리즘의 맥락에서 초기해의 성능 향상을 통해 달성된다. 제안된 기법의 효과성을 검증하기 위해 수행된 실험의 결과, 해당 스케줄링 기법은 기존 유전 알고리즘 기반의 스케줄 생성 방법 대비 초기 스케줄 성능의 측면, 우수한 성능의 해로 도달하는 수렴속도의 측면에서 우수한 결과를 보임을 확인할 수 있었다.