Page 95 - 机械自动化设计与制造研究

第二章 半导体生产自动化

2 加工完毕先到达第三个工序（不考虑运输时间），此时在 3 号机器上又出现新
的竞争，即工件 1 的第三步在机器 3 上加工，工件 2 的第二步也要在机器 3 上加
工，同时还有工件 3 也有可能到达它的第三个工序即机器 3 上，这时候工件 1 的
第三步、工件 2 的第二步和工件 3 的第三步可能同时竞争机器 3，这时需要根据
他们的完工时间来判断其先后顺序，这显然要比 flow shop 要复杂的多。

根据随机矩阵可以得到一个染色体即 [1.8.2.1.2.4；1.5.1.7.2.3；1.4，2.1，1.6]，
并且按照此规则产生一定数量的染色体组成初始种群。
（二）适应度函数

半导体生产线的控制与调度存在明显的多目标优化特征，并且这些目标之
间存在着各种各样的复杂联系。加工周期、在制品水平、瓶颈机器利用率等都是
需要优化的目标，这里为了简化起见，选用加工周期的倒数作为这个小模型的目
标函数。
Fi=l/Cmax（i）

Cmax（i）是第 i 个染色体所代表的一个调度的最大加工周期。
（三）计算结果
在小模型中，设定工序 1 的加工时间为 2 小时，工序 2 的加工时间为 3 小时

（不考虑运输时间）。设置交叉概率为 0.8，变异概率为 0.1，种群规模为 10。
运用上述的遗传运算，只需经过 4 代就可达到稳定，得到适应度函数的最大值为
1/11，最好的染色体是：[1.8，2.1，1.6；2.5，1.7，2.3；2.4，2.1，1.6]，最大加
工周期为 11。（i，j）表示工作 I 的第 j 个工序。

第三节 半导体生产材料

一、半导体的发展历程

（一）第一代半导体材料概况
第一代半导体材料是指硅（Si）和锗（Ge）等元素的半导体材料。在 1990
年以前，以硅材料为主的第一代半导体材料由于自然界储存量较大、芯片制造工
艺成熟等因素占据绝对的统治地位。由第一代半导体材料制成的晶体管取代了体

积大、成本高、寿命短、制造繁琐、结构脆弱的电子管，推动了集成电路的飞快

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