芯片制造：數(shù)據(jù)分析打開業(yè)務優(yōu)化之窗

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半導體行業(yè)不缺乏數(shù)據(jù)，而是數(shù)據(jù)太多了。關(guān)鍵的問題就是在數(shù)據(jù)當中去發(fā)現(xiàn)問題，去理清問題，找到解決問題的關(guān)鍵所在。

中芯國際是一家敢于在自我介紹里多次用“最”的企業(yè)。這家全稱為中芯國際集成電路制造有限公司(以下簡稱“中芯國際”)的企業(yè)，是世界領先的集成電路芯片代工企業(yè)之一，也是中國規(guī)模最大、技術(shù)最先進的集成電路芯片代工企業(yè)之一。中芯國際向全球客戶提供0.35微米到45納米芯片代工與技術(shù)服務，目前在上海、北京、天津、成都、武漢、深圳等地區(qū)都擁有芯片廠和封裝測試廠。

當然，中芯國際不僅是一個芯片代工廠，還為客戶提供一整套增值服務，從設計服務、光掩膜制造、芯片制造到測試服務等。得益于來自北美、歐洲、亞洲的資深工程師以及全球領先的技術(shù)及制造伙伴，中芯國際擁有快速的技術(shù)研發(fā)能力以及卓越的工廠運營管理。運用先進的科學分析技術(shù)進行科學管理，則一直是中芯國際在信息化建設中的重點。

用統(tǒng)計技術(shù)加強質(zhì)量管控

芯片制造業(yè)在過去的5年中發(fā)生了巨大的變化，工藝日益精細復雜，晶園大小也從200mm逐步發(fā)展到300mm。由此帶來的是制造過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，其中包括反映機器狀態(tài)的數(shù)據(jù)，反映產(chǎn)品各項性能的參數(shù)，反映產(chǎn)品良率的數(shù)據(jù)等等。中芯國際主要從事半導體代工生產(chǎn)，每天產(chǎn)生的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)就非常驚人。為了加強質(zhì)量控制，對此做統(tǒng)計分析非常必要。

伴隨日益增加的海量數(shù)據(jù)，中芯國際原有的業(yè)務分析軟件已經(jīng)不能很好的滿足數(shù)據(jù)分析的需求。“我們最早用的是一種安裝在個人電腦上使用的統(tǒng)計軟件。后來隨著公司的發(fā)展，我們在幾年前用戶就已經(jīng)超過1千人，這時如果還用PC軟件有些不方便，而且在經(jīng)濟上也不合算，所以我們經(jīng)過性價比的對照選擇了賽仕軟件（以下簡稱SAS）。”中芯國際資深技術(shù)顧問王邕保博士這樣解釋選型的原因。

中芯國際最終采用了SAS業(yè)務分析平臺軟件來解決所遇到的瓶頸，其中客戶端采用SAS Enterprise Guide（以下簡稱EG）。EG最大的特點是圖形界面，易學易用。王邕保博士說：“EG是用不到編程技術(shù)的，易用性好，大家有一定Excel基礎就可以用了，所以我們感覺也是比較方便的?！弊鳛橐环N基于Windows.NET的客戶端應用，EG既可以滿足一般工程師的常規(guī)統(tǒng)計分析需求，又提供了一個平臺，使得業(yè)務分析人員、程序員和統(tǒng)計學家可以基于這個平臺快速地訪問數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)，進行各種復雜的分析功能，為產(chǎn)品分析和生產(chǎn)過程中的決策過程提供快速高效的分析結(jié)果。

該系統(tǒng)的界面被設計為工程師熟悉的界面，工程師可以調(diào)用SAS平臺進行一系列諸如：數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)分析的功能，對過去積累的海量的有關(guān)機器狀態(tài)的參數(shù)進行統(tǒng)計分析，不斷優(yōu)化機器參數(shù)的各種控制界限，然后將分析得到的結(jié)果反饋到數(shù)據(jù)庫當中。這樣，有關(guān)機器的各種性能指標始終在被監(jiān)控狀態(tài)當中，一旦機器的狀態(tài)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)就能夠?qū)C器的狀態(tài)進行報警，提醒工程師注意。利用這一系統(tǒng)，中芯國際的工程師可以在第一時間發(fā)現(xiàn)機器出現(xiàn)的異常，并且將受損失的產(chǎn)品數(shù)量降到最低。事實上，通過這一系統(tǒng)監(jiān)控，在半年的時間里，使因為機器異常造成的產(chǎn)品損失顯著減少。

在良率分析部門，商務分析軟件的數(shù)據(jù)分析功能也得到充分應用。由于芯片產(chǎn)品的性能指標十分豐富，該部門需要能夠?qū)^去一段時間的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)進行分析，找出變異產(chǎn)生的來源。利用EG，這一任務變得十分容易，業(yè)務分析人員在了解了良率分析部門的需要之后編寫了SAS程序。這一程序可以通過EG平臺進行運行，短時間內(nèi)就能夠生成報表以及數(shù)百張高質(zhì)量的圖片。這一分析工具已經(jīng)推廣到工程部門當中，工程師不需要了解SAS編程就能夠在短時間內(nèi)學會運行該程序，得到對于工程師來說很重要的決策分析結(jié)果和圖形。

區(qū)分對象，分步實施

商務分析應用會針對不同的應用者提出相應的要求。在推進商務分析軟件實施中，中芯國際資深技術(shù)顧問王邕保博士表示，對工程師和管理者提出的應用標準并不相同。如果說對于管理者進行簡單的應用培訓和授課即可，對于工程師的培訓則采取了明確要求和考核發(fā)證的機制。要掌握一個世界標準的統(tǒng)計應用軟件，這也是國際知名企業(yè)推進6 Sigma(六西格瑪)管理對工程師提出的要求。作為一家力求成為“世界一流”的企業(yè)，中芯國際也對工程師進行了SAS軟件應用培訓。

王邕保博士就是這些巡回講座的講師，不僅介紹SAS公司的情況，還要傳播SAS的應用知識。課程要求大家學會基本的數(shù)據(jù)處理原理和措施，如數(shù)據(jù)的比較，對數(shù)據(jù)做假設檢驗的鑒定，還有進行制圖、辨別、回歸分析、實驗設計等等。經(jīng)過培養(yǎng)，中芯國際還對及格的學員進行正規(guī)的認證并頒發(fā)證書，不但鼓勵他們在生產(chǎn)中應用，也為他們將來的成長提供有效的保障。

王邕保博士介紹，在中芯國際對工程師并不要求他們掌握像C語言之類的編程軟件，但工程師要學會研究自己的數(shù)據(jù)，研究自己工作。這當中，可以自學使用SAS。當然應用SAS 的水平還是有區(qū)別的，大致可分為三級，第一級是初步的使用SAS EG的版本，不需要編程。第二階段是要學會用SAS作DOE（實驗設計）。第三個階段就是學會SAS編程。目前來說，SAS編程的要求是比較高的，只有少數(shù)的工程師能夠勝任，大多數(shù)的工程師都是在第一個技術(shù)層面或者第二個技術(shù)層面上。

商務分析軟件的應用并不限于業(yè)務部門。在EG軟件被引入到中芯國際以來，不僅是業(yè)務一線的質(zhì)量控制部門、良率分析部門積極應用，公司的人力資源部門也對其數(shù)據(jù)分析和圖表展示功能表現(xiàn)出了濃厚的興趣。中芯國際人力資源部門也開始使用它作為員工滿意度調(diào)查的首選分析工具，以往需要數(shù)小時才可以得到的員工滿意度分析結(jié)果在使用了SAS之后僅僅需要短短幾分鐘。

在中芯國際這樣的大型制造型企業(yè)中，每天各個部門都面臨著很多基于數(shù)據(jù)的決策。王邕保博士坦言，相對于金融行業(yè)的企業(yè)，中芯國際的商務分析應用才剛剛開始。今后，中芯國際希望在數(shù)據(jù)挖掘方面做出更多的嘗試，為企業(yè)解決更大的問題。具體而言，王邕保博士關(guān)注如下三個問題：

一、希望先把半導體數(shù)據(jù)做好，從而符合數(shù)據(jù)挖掘的要求。通過數(shù)據(jù)挖掘可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)當中的問題，這些問題是來自于哪些產(chǎn)品，是由哪些機臺產(chǎn)生的，是由哪些原料產(chǎn)生的。半導體生產(chǎn)有幾百個步驟，到底是哪幾步產(chǎn)生的問題往往很難發(fā)現(xiàn)。通過數(shù)據(jù)挖掘可以把這些問題找出來。

二、要研究數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，比如半導體有好幾種數(shù)據(jù) ，一種是關(guān)于最后產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)，如電壓、電流等等。還有已有的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)之間有什么樣的關(guān)聯(lián)？

三、可靠的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系是什么？顯然這個關(guān)系非常復雜，不是一個線性關(guān)系，也很難用數(shù)學公式把他寫成函數(shù)的關(guān)系。

半導體行業(yè)不缺乏數(shù)據(jù)，而是數(shù)據(jù)太多。關(guān)鍵的問題就是在數(shù)據(jù)當中去發(fā)現(xiàn)問題，去理清問題找到解決問題的關(guān)鍵在哪里，然后逐一去解決。雖然目前仍沒有看到一個成功的半導體行業(yè)全面應用數(shù)據(jù)挖掘的例子，但王邕保博士表示，中芯國際將會繼續(xù)去研究商務分析，進而為企業(yè)業(yè)務優(yōu)化做出更大貢獻。