北京北方華創微電子裝備有限公司* 職位描述：
一、大賽背景
在人工智能等新興產業的推動下，半導體設備逐步向“軟硬協同”方向創新躍遷。半導體設備承擔了芯片制造過程中的多個重要環節，其調度效率已成為提升產能與良率的關鍵，由于設備內的加工存在諸多步驟和約束，使設備調度系統的設計十分復雜。
賽題《基于JIT精益生產的半導體設備調度系統》深度融合精益理念與國產半導體裝備技術，聚焦設備內部多模塊并行操作的物理約束與“零冗余、零等待”時效要求，通過智能化調度算法實現工藝參數、設備狀態與時間窗口的精準耦合，旨在聚焦半導體設備內部的調度優化。本賽題通過構建智能化調度系統，探索國產半導體裝備"軟硬協同"的創新路徑，推動智能化調度技術在高端制造領域的創新應用，為行業提供可復用的算法范式。
二、賽制細則
1．參賽對象
集成電路設計相關專業（電子、信息、計算機、自動化等）的在校專科生、本科生、研究生（碩士/博士）。
2．賽區劃分（擬）
（1）華北賽區：河北、北京、天津、山東。
（2）東北賽區：黑龍江、吉林、遼寧。
（3）西北賽區：山西、陜西、寧夏、青海、甘肅、新疆、內蒙古。
（4）西南賽區：四川、重慶、云南、貴州、西藏。
（5）華中賽區：河南、湖北、湖南、安徽、江西。
（6）華南賽區：廣東、廣西、福建、海南、港澳臺地區。
（7）華東賽區：上海、江蘇、浙江。
3、參賽形式：
（1）學生自行組隊（可跨校組隊），每個團隊1—3人，每隊指導教師1—2位，報名表需要學校或學院蓋章。
（2）每位同學只能參加一個團隊，每隊可選擇一個杯賽。
（3）團隊成員均是本科生及以下的參賽團隊劃入A組，團隊成員中有一名或一名以上是研究生（碩士/博士）的參賽團隊劃入B組，部分賽題僅限制A組或B組團隊參賽。（本科生身份確認以報名時狀態為準）
3、作品要求（本次大賽需提交作品方案及項目簡介）：
①參加企業命題杯賽的作品，杯賽出題企業有權在同等條件下優先購買參加本企業杯賽及單項獎獲獎團隊作品的知識產權。
②大賽組委會和杯賽企業對參賽作品提交的材料，在大賽相關環節中有使用權和展示權。
③參賽項目可以參考現有公開發表的文獻和論文內容，但應當在技術論文和答辯PPT中注明來源，且不能將參考的內容作為自己作品的創新部分。
4、大賽評選標準
基礎技術指標滿足情況、優化指標滿足情況、魯棒性指標滿足情況、文檔及現場演講展示、創新性及團隊合作
三、賽程安排
本屆大賽采用初賽+分賽區決賽+全國總決賽賽制。全國劃分為若干賽區，學生根據學校所在省份參加分賽區決賽，優勝者進入全國總決賽。
建議參賽院校/研究所指定1—2名賽事負責人負責本單位參賽聯絡組織工作。
（1）報名時間：2025年1月—2025年3月20日
（2）校內選拔賽時間（可選）：2025年5月20日之前
（3）中期報告檢查提交：2025年4月20日
（4）初賽作品提交：2025年5月20日截止
（5）初賽評審時間：2025年6月
（6）分賽區決賽：2025年7月
（7）全國總決賽：2025年8月（具體時間、地點待定）
四、賽題描述
1.半導體設備說明
半導體設備結構如圖1所示，各模塊詳細含義如下所示：
（1）LP1、LP2、LP3（Load Port，LP）：裝卸位，每個LP可以放置一個晶圓盒。一個晶圓盒有25個槽位，每個槽位可以存儲一片晶圓。
（2）TM1（Transfer Module，TM）：單臂機械手，可以抓取一片晶圓，TM1負責在LP1、LP2、LP3、AL、LLA、LLB間搬運晶圓。TM1取晶圓與放晶圓的時間均為4s，TM1在不同模塊間的移動時間為1s。TM1的初始位置詳見附表1。
（3）AL（Aligner，AL）：校準模塊，有一個槽位，可放置一片晶圓做校準操作。
（4）LLA、LLB（Load Lock，LL）：真空鎖，每個LL有兩個槽位（S1與S2），每個槽位可以放置一片晶圓。LLA與LLB可在大氣狀態與真空狀態間轉換，當LLA或LLB狀態轉換為大氣狀態，位于TM1側的晶圓才能送入LL，當LLA或LLB狀態轉換為真空狀態，位于TM2側的晶圓才能送入LL。LLA與LLB從大氣轉換為真空狀態需要15s，從真空轉換為大氣狀態需要20s，LL一旦開始狀態轉換必須轉換為對應狀態。LLA與LLB初始狀態見附表1。
（5）LLC、LLD（Load Lock，LL）：LLC與LLD有一個槽位，可以放置一片晶圓，LLC與LLD不存在狀態轉換。
（6）TM2和TM3（Transfer Module，TM）：雙臂機械手，兩個手臂（R1與R2）方向呈180°且固定不變，每個手臂可以抓取一片晶圓，兩手臂不能同時做取放晶圓的操作。TM2負責在LLA、LLB、LLC、LLD、PM7~10間搬運晶圓，LLA、LLB、LLC、LLD、PM7~10組成一個正八邊形，TM2在相鄰兩個模塊間移動的時間相同，TM2從某一模塊出發繞行一周的時間為4s。TM3負責在LLC、LLD、PM1~6間搬運晶圓，LLC、LLD、PM1~6組成一個正八邊形，TM3在相鄰兩個模塊間移動的時間相同，TM3從某一模塊出發繞行一周的時間為4s。TM2和TM3取晶圓與放晶圓的時間均為4s。此外，TM2和TM3的一個手臂指向某個模塊時，另一個手臂指向對側另一個模塊，對應關系詳見附表2。TM2與TM3的初始位置詳見附表1。
（7）PM1~10（Processing Module，PM）：加工模塊，每個PM有一個槽位，可放置一片晶圓加工。
（8）LP、LL、PM模塊有閥門，其中LL上下兩側均有閥門，模塊開門機械手才可取放晶圓，完成取放后須關門，若取完晶圓后立刻放晶圓可直接放置，無須關門再開門，開門與關門時間均為1s。
2.物料（晶圓）說明
半導體設備加工的物料是晶圓片，晶圓盒用來存儲晶圓，晶圓盒有25個槽位，每個槽位可以存儲一片晶圓。晶圓編號與其所在晶圓盒槽位保持一致。
外部將裝有晶圓的晶圓盒放在LP上，晶圓經過加工并最終全部回到晶圓盒的起始槽位，而后外部再將LP上的晶圓盒取走。晶圓盒從該LP取走后，可放置新的晶圓盒。
3.工藝與操作說明
（1）校準
晶圓加工前須放置在AL處做校準，校準時間為8s，晶圓完成校準后才能被取走。
（2）加工
晶圓按照其加工工藝路徑依次在PM中進行加工。
（3）清潔
達到指定條件時PM進行清潔，清潔過程會持續一段時間，期間PM內無晶圓且無法進行加工。以下任意一種條件達到，須進行清潔：
當PM空閑時間達到閾值時（空閑時間以晶圓取出或完成清潔為起點統計）；
當PM工藝類型發生切換時（即路徑編號發生切換，詳見附表4、9）；
當PM加工一定數量晶圓時（完成加工后，PM加工晶圓數增加1）。
觸發上述任意清潔，所有判斷清潔的狀態重置/更新。即觸發清潔時：對于a，PM空閑時間重置為0；對于b，工藝類型更新為當前工藝類型；對于c，PM加工晶圓數量重置為0。清潔條件及時間詳見附表3。
（4）冷卻
晶圓完成全部工藝后，需要到LL處進行冷卻，晶圓完成冷卻后才能被取走。
4.調度限制說明
出片限制：一個晶圓盒內相同路徑的晶圓須按照編號順序從小到大依次出片。
模塊使用限制：晶圓只能從LLA或LLB的S2進加工區，從S1出加工區。
禁止超片：同一PM下，相同路徑、同一工藝步驟的晶圓，晶圓編號須按照從小到大順序依次進入PM，不得出現超片。
閥門互斥限制：同一區域內的PM和LL，其閥門不得同時開啟。
Just in Time：物料在任意節點完成工藝或操作后的駐留時間不得超過15s（必要時間除外），并且要求物料完成當前節點工藝或操作后移動至下一節點不得超過30s（必要時間除外）。
5.任務描述
（1）任務一：
結合半導體設備的硬件模塊、物料加工、工藝要求和調度限制，請你們團隊建立數學模型，設計調度算法，求解最優調度方案，并分析算法的有效性和復雜度：
現有三個裝有晶圓的晶圓盒分別放置在LP1、LP2、LP3上，其中工藝路徑集合詳見附表4，任務信息詳見附表5，請對附表5中的任務a/b/c/d分別進行求解，給出滿足約束，調度最優的調度方案，并按照指定Json格式輸出調度結果，輸出格式詳見附表6。
（2）任務二：
半導體設備在實際加工場景更為復雜，為提升半導體設備調度系統的魯棒性與可靠性，請設計算法自適應調優方案。（設計算法超參數或為當前算法增加自適應調優機制，根據新增場景優化算法超參數或自適應機制）
結合附表7、8、9、10提供的基礎數據及參數進行測算與結果分析。
（3）備注：
盡可能以圖表形式展示提高結果可讀性。
參賽隊伍需要標明此次提交作品所用技術方案為人工智能方案（如強化學習、深度學習等）或非人工智能方案（如數學規劃、啟發式算法等），并簡要說明分類原因。每個作品僅可選擇其中一類標明，兩類方案在評選時會分類評選。
五、大賽獎勵
1、賽事獎金
（1）各杯賽均設置全國一、二、三等獎，所有獲獎選手均可獲得由工業和信息化部人才交流中心頒發的電子版獲獎證書。
（2）每個杯賽設置4萬元（人民幣，稅前）的獎金池，企業大獎、一、二、三等獎金的總金額均為1萬，每個獎項的獎金會根據獲獎團隊的數量進行平均分配（向下取整）。
（3）一等獎獲獎比例約為20%，評審組從各杯賽一等獎團隊中挑選一支團隊授予杯賽企業大獎，獎勵團隊1萬元人民幣（稅前）或等值獎品，此獎勵與一等獎團隊的獎勵不可累計。二等獎獲獎比例約為30%，三等獎獲獎比例約為50%。
（4）若總決賽入圍團隊現場表現未達到三等獎水平，經評審組一致認定，可授予優秀獎。
2、其他豐厚獎勵已備齊，獲獎即有機會帶走：
培訓計劃：參賽學生可參加大賽平臺提供的免費技術培訓；
流片計劃：部分優秀項目可獲得大賽提供的免費流片資格；
投資對接計劃：具備產業化潛力的優秀項目可獲得投資和行業資源對接機會；
實習實戰計劃: 獲獎的優秀選手可優先獲得企業提供的實習就業機會或項目實戰機會。
六、報名入口
大賽官微推文：https://mp.weixin.qq.com/s/K42g51K8jotStykWQlb_eA
大賽報名官網：http://univ.ciciec.com/col.jsp?id=115
*如對本次大賽有任何疑問，歡迎您添加第九屆集創賽-北方華創杯釘釘群：81925025982，備注學校+專業+年級，我們會及時為同學答疑解惑~
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