本發(fā)明屬于半導(dǎo)體晶圓制造，具體涉及一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體芯片制造處于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上游，提高晶圓加工效率具有重要的戰(zhàn)略意義。晶圓制造業(yè)是目前最復(fù)雜和最先進(jìn)的制造工業(yè)之一，在晶圓制造加工的過程中，大量的半導(dǎo)體組合設(shè)備被使用，一個(gè)典型的半導(dǎo)體組合設(shè)備通常由晶圓裝載模塊(loadport，lp)、真空鎖模塊(loadlock，ll)、若干個(gè)加工模塊(processing?modules，pms)、一個(gè)校準(zhǔn)模塊(aligner，al)、一個(gè)冷卻模塊(coolingbuffer，cl)、單/雙臂機(jī)械手(transfer?robot，tr)組成，是一種可重構(gòu)、高柔性、加工周期短、空間利用率高的高度自動(dòng)化設(shè)備?，F(xiàn)已證明，組合設(shè)備調(diào)度控制屬于np-hard問題。

2、晶圓制造組合設(shè)備的生產(chǎn)調(diào)度問題相對于柔性制造系統(tǒng)(fms)更為復(fù)雜，源于其高度精密的制造工藝、多樣化的產(chǎn)品和工藝、設(shè)備與資源約束、即時(shí)性與實(shí)時(shí)性要求、不確定性以及復(fù)雜的優(yōu)化問題，需要綜合運(yùn)用跨學(xué)科的工程和管理方法。在晶圓制造的典型場景中，petri網(wǎng)通過圖形和數(shù)學(xué)語言直觀地展示并發(fā)、死鎖和資源使用等情況。通過計(jì)算推演系統(tǒng)不同時(shí)刻的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)度、仿真和性能估計(jì)。近年來，將petri網(wǎng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)調(diào)度是國際上的熱點(diǎn)研究問題之一。

3、a*算法是一種經(jīng)典的啟發(fā)式搜索算法，由彼得·哈特、尼爾斯·尼爾森和伯特·拉法爾在1968年提出，廣泛應(yīng)用于路徑規(guī)劃和最優(yōu)路徑搜索。其基本原理是通過評估每個(gè)節(jié)點(diǎn)的總代價(jià)，包括從起點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的實(shí)際代價(jià)以及從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的估計(jì)代價(jià)，有效地引導(dǎo)搜索過程，快速找到最優(yōu)路徑。

4、結(jié)合以上的背景，在基于晶圓制造的petri網(wǎng)模型來研究生產(chǎn)調(diào)度問題的過程中，引入a*算法能夠?qū)Π雽?dǎo)體晶圓制造系統(tǒng)的運(yùn)行控制進(jìn)行優(yōu)化研究。晶圓制造系統(tǒng)的調(diào)度需要綜合考慮多個(gè)因素，其中駐留時(shí)間(residence?time)和q-time(queue?time)是兩個(gè)關(guān)鍵因素。這些因素反映了晶圓加工過程中系統(tǒng)資源的使用情況和排隊(duì)情況，從而能夠更真實(shí)地模擬實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境。然而，駐留時(shí)間和q-time的考慮使得系統(tǒng)更加復(fù)雜，因?yàn)樾枰_跟蹤每個(gè)工序的時(shí)間限制和排隊(duì)時(shí)間，以避免任何潛在的生產(chǎn)瓶頸，這樣不僅增加了a*算法在搜索路徑時(shí)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致狀態(tài)搜索空間的增加和算法復(fù)雜度的提升，使得a*算法應(yīng)用的難度提升，需要在處理并發(fā)、時(shí)間因素和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性方面要求更高的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，包括：

3、s1，接收多個(gè)制造多個(gè)目標(biāo)晶圓的制造需求；

4、s2，按照制造需求從開放表中選擇當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并基于預(yù)設(shè)的a*算法對該當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依次擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)直至最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將所有節(jié)點(diǎn)按照擴(kuò)展順序組成最優(yōu)調(diào)度路徑；

5、其中，所述開放表中存儲(chǔ)有多個(gè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；在擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)過程中按照優(yōu)先級(jí)順序擴(kuò)展，所述優(yōu)先級(jí)順序?yàn)樵u估函數(shù)值的從大到小的順序；

6、s3，判斷擴(kuò)展的新節(jié)點(diǎn)的評估函數(shù)值是否達(dá)到動(dòng)態(tài)閾值，若是則將其作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)至所述開放表中。

7、第二方面，本發(fā)明提供了一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化裝置，包括：

8、接收模塊，被配置為接收多個(gè)制造多個(gè)目標(biāo)晶圓的制造需求；

9、優(yōu)化模塊，被配置為按照制造需求從開放表中選擇當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并基于預(yù)設(shè)的a*算法對該當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依次擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)直至最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將所有節(jié)點(diǎn)按照擴(kuò)展順序組成最優(yōu)調(diào)度路徑；

10、其中，所述開放表中存儲(chǔ)有多個(gè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；在擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)過程中按照優(yōu)先級(jí)順序擴(kuò)展，所述優(yōu)先級(jí)順序?yàn)樵u估函數(shù)值的從大到小的順序；

11、判斷模塊，被配置為判斷擴(kuò)展的新節(jié)點(diǎn)的評估函數(shù)值是否達(dá)到動(dòng)態(tài)閾值，若是則將其作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)至所述開放表中。

12、有益效果：

13、本發(fā)明提供了一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法包括：接收多個(gè)制造多個(gè)目標(biāo)晶圓的制造需求；按照制造需求從開放表中選擇當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并基于預(yù)設(shè)的a*算法對該當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依次擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)直至最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將所有節(jié)點(diǎn)按照擴(kuò)展順序組成最優(yōu)調(diào)度路徑；在擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)過程中按照優(yōu)先級(jí)順序擴(kuò)展，所述優(yōu)先級(jí)順序?yàn)樵u估函數(shù)值的從大到小的順序；判斷擴(kuò)展的新節(jié)點(diǎn)的評估函數(shù)值是否達(dá)到動(dòng)態(tài)閾值，若是則將其作為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)至所述開放表中。本發(fā)明提出的動(dòng)態(tài)評估和節(jié)點(diǎn)保留方法通過在探索每個(gè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)時(shí)記開放表中所有節(jié)點(diǎn)的評估函數(shù)值，設(shè)置動(dòng)態(tài)閾值決定節(jié)點(diǎn)保留，從而避免了內(nèi)存占用過高問題相對于傳統(tǒng)的a*算法進(jìn)一步解決了在處理大規(guī)模調(diào)度問題時(shí)的堆溢出風(fēng)險(xiǎn)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)計(jì)算復(fù)雜度。相對于使用固定評估函數(shù)的調(diào)度方法，本發(fā)明更適合于大規(guī)模晶圓制造調(diào)度，能夠在高復(fù)雜度環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的路徑優(yōu)化和資源調(diào)度，提升生產(chǎn)實(shí)際場景中的應(yīng)用效果。

14、以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，在s1之前，所述晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述各個(gè)設(shè)備模塊包括晶圓裝載模塊、單或雙臂機(jī)械手、加工模塊、真空鎖模塊和冷卻模塊；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，s2包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，s23包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述評估函數(shù)值包括起點(diǎn)到當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的實(shí)際代價(jià)和啟發(fā)式函數(shù)值；所述實(shí)際代價(jià)表示為：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，在s23之后，所述晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法還包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)閾值根據(jù)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)距離終點(diǎn)的距離動(dòng)態(tài)調(diào)整，所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)接近終點(diǎn)時(shí)則所述動(dòng)態(tài)閾值越小，反之越大。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化方法，其特征在于，所述a*算法的計(jì)算過程包括：

10.一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的a*路徑優(yōu)化裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種晶圓調(diào)度系統(tǒng)下的動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)保留的A*路徑優(yōu)化方法包括：按照制造需求從開放表中選擇當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，并基于預(yù)設(shè)的A*算法對該當(dāng)前節(jié)點(diǎn)依次擴(kuò)展新節(jié)點(diǎn)直至最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將所有節(jié)點(diǎn)按照擴(kuò)展順序組成最優(yōu)調(diào)度路徑；判斷擴(kuò)展的新節(jié)點(diǎn)的評估函數(shù)值是否達(dá)到動(dòng)態(tài)閾值，若是則將其存儲(chǔ)至開放表中。本發(fā)明提出的動(dòng)態(tài)評估和節(jié)點(diǎn)保留方法通過在探索每個(gè)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)時(shí)記開放表中所有節(jié)點(diǎn)的評估函數(shù)值，設(shè)置動(dòng)態(tài)閾值決定節(jié)點(diǎn)保留，解決了在處理大規(guī)模調(diào)度問題時(shí)的堆溢出風(fēng)險(xiǎn)，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了系統(tǒng)計(jì)算復(fù)雜度。本發(fā)明更適合于大規(guī)模晶圓制造調(diào)度，能夠在高復(fù)雜度環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的路徑優(yōu)化和資源調(diào)度，提升生產(chǎn)實(shí)際場景中的應(yīng)用效果。

技術(shù)研發(fā)人員：劉鼎,臧瑞,賀詩雨,周至璇,徐圓夢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6