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N°d’ordre NNT : 2020LYSEM002 THESE de DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE LYON opérée a

N°d’ordre NNT : 2020LYSEM002 THESE de DOCTORAT DE L’UNIVERSITE DE LYON opérée au sein de l’École des Mines de Saint-Etienne École Doctorale N° 488 Sciences, Ingénierie, Santé Spécialité de doctorat : Génie Industriel Soutenue publiquement le 16/01/2020, par : Quentin Christ Optimisation et aide à la décision pour la planification de production opérationnelle en fabrication de semi-conducteurs Devant le jury composé de : Amodeo, Lionel, Professeur, Université de Technologie de Troyes Président Kedad-Sidhoum, Safia, Professeur, CNAM Paris Rapporteuse Hadj-Hamou, Khaled, Professeur, INSA Lyon Rapporteur Amodeo, Lionel, Professeur, Université de Technologie de Troyes Examinateur Gicquel, Céline, Professeur assistant, Université Paris Sud Examinatrice Dauzère-Pérès, Stéphane, Professeur, EMSE, Gardanne Directeur de thèse Absi, Nabil, Professeur, EMSE, Gardanne Co-directeur Lepelletier, Guillaume, Ingénieur, STMicroelectronics, Crolles Encadrant Industriel Vialletelle, Philippe, Ingénieur, STMicroelectronics, Crolles Encadrant Industriel Najji, Jean-Paul, Ingénieur, STMicroelectronics, Rousset Invité ABSI Nabil MR Génie industriel CMP AUGUSTO Vincent CR Image, Vision, Signal CIS AVRIL Stéphane PR2 Mécanique et ingénierie CIS BADEL Pierre MA(MDC) Mécanique et ingénierie CIS BALBO Flavien PR2 Informatique FAYOL BASSEREAU Jean-François PR Sciences et génie des matériaux SMS BATTON-HUBERT Mireille PR2 Sciences et génie de l'environnement FAYOL BEIGBEDER Michel MA(MDC) Informatique FAYOL BLAYAC Sylvain MA(MDC) Microélectronique CMP BOISSIER Olivier PR1 Informatique FAYOL BONNEFOY Olivier PR Génie des Procédés SPIN BORBELY Andras MR(DR2) Sciences et génie des matériaux SMS BOUCHER Xavier PR2 Génie Industriel FAYOL BRODHAG Christian DR Sciences et génie de l'environnement FAYOL BRUCHON Julien MA(MDC) Mécanique et ingénierie SMS CAMEIRAO Ana MA(MDC) Génie des Procédés SPIN CHRISTIEN Frédéric PR Science et génie des matériaux SMS DAUZERE-PERES Stéphane PR1 Génie Industriel CMP DEBAYLE Johan MR Sciences des Images et des Formes SPIN DEGEORGE Jean-Michel MA(MDC) Génie industriel Fayol DELAFOSSE David PR0 Sciences et génie des matériaux SMS DELORME Xavier MA(MDC) Génie industriel FAYOL DESRAYAUD Christophe PR1 Mécanique et ingénierie SMS DJENIZIAN Thierry PR Science et génie des matériaux CMP BERGER-DOUCE Sandrine PR1 Sciences de gestion FAYOL DRAPIER Sylvain PR1 Mécanique et ingénierie SMS DUTERTRE Jean-Max MA(MDC) CMP EL MRABET Nadia MA(MDC) CMP FAUCHEU Jenny MA(MDC) Sciences et génie des matériaux SMS FAVERGEON Loïc CR Génie des Procédés SPIN FEILLET Dominique PR1 Génie Industriel CMP FOREST Valérie MA(MDC) Génie des Procédés CIS FRACZKIEWICZ Anna DR Sciences et génie des matériaux SMS GARCIA Daniel MR(DR2) Sciences de la Terre SPIN GAVET Yann MA(MDC) Sciences des Images et des Formes SPIN GERINGER Jean MA(MDC) Sciences et génie des matériaux CIS GOEURIOT Dominique DR Sciences et génie des matériaux SMS GONDRAN Natacha MA(MDC) Sciences et génie de l'environnement FAYOL GONZALEZ FELIU Jesus MA(MDC) Sciences économiques FAYOL GRAILLOT Didier DR Sciences et génie de l'environnement SPIN GROSSEAU Philippe DR Génie des Procédés SPIN GRUY Frédéric PR1 Génie des Procédés SPIN HAN Woo-Suck MR Mécanique et ingénierie SMS HERRI Jean Michel PR1 Génie des Procédés SPIN KERMOUCHE Guillaume PR2 Mécanique et Ingénierie SMS KLOCKER Helmut DR Sciences et génie des matériaux SMS LAFOREST Valérie MR(DR2) Sciences et génie de l'environnement FAYOL LERICHE Rodolphe CR Mécanique et ingénierie FAYOL MALLIARAS Georges PR1 Microélectronique CMP MOLIMARD Jérôme PR2 Mécanique et ingénierie CIS MOUTTE Jacques CR Génie des Procédés SPIN NAVARRO Laurent CR CIS NEUBERT Gilles FAYOL NIKOLOVSKI Jean-Pierre Ingénieur de recherche Mécanique et ingénierie CMP NORTIER Patrice PR1 Génie des Procédés SPIN O CONNOR Rodney Philip MA(MDC) Microélectronique CMP PICARD Gauthier MA(MDC) Informatique FAYOL PINOLI Jean Charles PR0 Sciences des Images et des Formes SPIN POURCHEZ Jérémy MR Génie des Procédés CIS ROUSSY Agnès MA(MDC) Microélectronique CMP ROUSTANT Olivier MA(MDC) Mathématiques appliquées FAYOL SANAUR Sébastien MA(MDC) Microélectronique CMP SERRIS Eric IRD FAYOL STOLARZ Jacques CR Sciences et génie des matériaux SMS TRIA Assia Ingénieur de recherche Microélectronique CMP VALDIVIESO François PR2 Sciences et génie des matériaux SMS VIRICELLE Jean Paul DR Génie des Procédés SPIN WOLSKI Krzystof DR Sciences et génie des matériaux SMS XIE Xiaolan PR0 Génie industriel CIS YUGMA Gallian CR Génie industriel CMP EMSE : Enseignants-chercheurs et chercheurs autorisés à diriger des thèses de doctorat (titulaires d’un doctorat d’État ou d’une HDR) Spécialités doctorales Responsables : SCIENCES ET GENIE DES MATERIAUX K. Wolski Directeur de recherche MECANIQUE ET INGENIERIE S. Drapier, professeur GENIE DES PROCEDES F. Gruy, Maître de recherche SCIENCES DE LA TERRE B. Guy, Directeur de recherche SCIENCES ET GENIE DE L’ENVIRONNEMENT D. Graillot, Directeur de recherche Spécialités doctorales Responsables MATHEMATIQUES APPLIQUEES O. Roustant, Maître-assistant INFORMATIQUE O. Boissier, Professeur SCIENCES DES IMAGES ET DES FORMES JC. Pinoli, Professeur GENIE INDUSTRIEL N. Absi, Maitre de recherche MICROELECTRONIQUE Ph. Lalevée, Professeur Mise à jour : 30/08/2018 16/01/2020 EMSE-CMP Page 3 Remerciements Parce qu’un projet comme une thèse n’est pas que le travail d’un individu sur une sujet donné, mais l’aboutissement de collaborations et de rencontres d’un ensemble de personnes, je prends ces quelques lignes pour remercier ceux qui m’ont accompagné dans cette aventure. Tout d’abord, je tiens à remercier mon directeur Stéphane Dauzère-Pérès, avec lequel j’ai pris un immense plaisir à collaborer. Merci pour le temps que tu m’as accordé, malgré une emploie du temps de ministre qui en rien ne su entacher ta disponibilité, que ce soit pour suivre l’avancée de la thèse, ou pour toutes ces discutions stimulantes et enrichissantes qui ont fait que j’ai beaucoup appris à tes cotés. Ensuite, merci à Guillaume Lepelletier, mon encadrant de thèse à ST Mircoelectronics. Que ce soit pour ta disponibilité à toutes mes questions, ton ouverture d’esprit et ta conﬁance au travers de l’autonomie que tu m’as laissé, mais également ton humour et ta bonne humeur, je ne garde que de bons souvenirs de ces trois années (et plus en fait) à travailler ensemble. Merci également à mon co-directeur Nabil Absi. Malgré le caractère très opérationnel de la thèse, tu as été à l’écoute et su m’aider lorsque je venais à toi avec mes interrogations. Merci à Philippe Vialletelle, mon co-encandrant industriel, qui a toujours gardé un oeil sur la thèse et a été un support dans la gestion du projet. Merci à l’ensemble du laboratoire SFL, permanents et non permanents, grâce à qui ce fût toujours un plaisir de venir en mission à Gardanne. La thèse CIFRE amène également sont lot de rencontres professionnelles. Ce fut notam- ment le cas des services Industrial Engineering et Wip Management avec qui j’ai eu l’occasion de beaucoup collaborer et que je remercie pour le temps qu’ils m’ont accordé. Merci aussi à toute l’équipe AMM/PM, à Guillaume L, Renaud, Cedric, Soidri, Guilaume S, Claire, Emannuelle, Vincent, Philippe et Emmanuel pour leur accueil et la super ambiance dans laquelle j’ai pu évoluer tout au long de cette thèse. Merci à tous mes collègues et amis, avec qui j’ai passé plus de trois années, en com- mençant par le "box de l’ambiance" jusqu’à la tables des "Cool Kids". Parce qu’il y aurait beaucoup trop de mondes à citer, et que tenter d’être exhaustif amène toujours son risque d’oublier quelqu’un, je tenais simplement à remercier toute cette team, de stagiaires, alter- nants, ingénieur ou docteurs en devenir, qui plus qu’un lieu de travail, ont fait d’ST un lieu où il faisait bon retrouver ses amis. Je voudrais également remercier ma famille, dont leur support et leur ﬁerté ont été l’un des principaux moteurs durant ces trois années, et bien avant. Enﬁn, merci à toi Karelle, ma meilleure amie, ma coéquipière de vie, et maintenant ma femme. Merci pour ton soutiens, tout au long de cette thèse, et notamment dans les derniers moments où, malgré tes propres diﬃcultés, tu as toujours tout fait pour rendre les miennes plus simples à surmonter. Table des matières Introduction Générale 1 1 Contexte industriel 3 1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2 Processus de fabrication des circuits intégrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2.1 Description générique du processus de fabrication . . . . . . . . . . . 5 1.2.2 Principaux éléments en fabrication de semi-conducteurs . . . . . . . . 7 1.3 Planiﬁcation de la production en fabrication de semi-conducteurs . . . . . . 9 1.3.1 Plusieurs échelles de temps en planiﬁcation de production . . . . . . . 11 1.3.2 Facteurs complexiﬁant la planiﬁcation de production . . . . . . . . . 13 1.3.3 Outils de planiﬁcation de la production dans l’industrie des semi- conducteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.4 Planiﬁcation de production au sein du site de Crolles . . . . . . . . . . . . . 17 1.4.1 STMicroelectronics et le site de fabrication de Crolles . . . . . . . . . 17 1.4.2 La planiﬁcation au sein du site . . . . . . . . uploads/Science et Technologie/ quentin-christ-diff.pdf