芯片制造：數(shù)據(jù)分析打開(kāi)業(yè)務(wù)優(yōu)化之窗

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半導(dǎo)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(wèn)題就是在數(shù)據(jù)當(dāng)中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，去理清問(wèn)題，找到解決問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

中芯國(guó)際是一家敢于在自我介紹里多次用“最”的企業(yè)。這家全稱(chēng)為中芯國(guó)際集成電路制造有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中芯國(guó)際”)的企業(yè)，是世界領(lǐng)先的集成電路芯片代工企業(yè)之一，也是中國(guó)規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的集成電路芯片代工企業(yè)之一。中芯國(guó)際向全球客戶(hù)提供0.35微米到45納米芯片代工與技術(shù)服務(wù)，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(chǎng)和封裝測(cè)試廠(chǎng)。

當(dāng)然，中芯國(guó)際不僅是一個(gè)芯片代工廠(chǎng)，還為客戶(hù)提供一整套增值服務(wù)，從設(shè)計(jì)服務(wù)、光掩膜制造、芯片制造到測(cè)試服務(wù)等。得益于來(lái)自北美、歐洲、亞洲的資深工程師以及全球領(lǐng)先的技術(shù)及制造伙伴，中芯國(guó)際擁有快速的技術(shù)研發(fā)能力以及卓越的工廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理。運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)分析技術(shù)進(jìn)行科學(xué)管理，則一直是中芯國(guó)際在信息化建設(shè)中的重點(diǎn)。

用統(tǒng)計(jì)技術(shù)加強(qiáng)質(zhì)量管控

芯片制造業(yè)在過(guò)去的5年中發(fā)生了巨大的變化，工藝日益精細(xì)復(fù)雜，晶園大小也從200mm逐步發(fā)展到300mm。由此帶來(lái)的是制造過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，其中包括反映機(jī)器狀態(tài)的數(shù)據(jù)，反映產(chǎn)品各項(xiàng)性能的參數(shù)，反映產(chǎn)品良率的數(shù)據(jù)等等。中芯國(guó)際主要從事半導(dǎo)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(qiáng)質(zhì)量控制，對(duì)此做統(tǒng)計(jì)分析非常必要。

伴隨日益增加的海量數(shù)據(jù)，中芯國(guó)際原有的業(yè)務(wù)分析軟件已經(jīng)不能很好的滿(mǎn)足數(shù)據(jù)分析的需求?！拔覀冏钤缬玫氖且环N安裝在個(gè)人電腦上使用的統(tǒng)計(jì)軟件。后來(lái)隨著公司的發(fā)展，我們?cè)趲啄昵坝脩?hù)就已經(jīng)超過(guò)1千人，這時(shí)如果還用PC軟件有些不方便，而且在經(jīng)濟(jì)上也不合算，所以我們經(jīng)過(guò)性?xún)r(jià)比的對(duì)照選擇了賽仕軟件（以下簡(jiǎn)稱(chēng)SAS）。”中芯國(guó)際資深技術(shù)顧問(wèn)王邕保博士這樣解釋選型的原因。

中芯國(guó)際最終采用了SAS業(yè)務(wù)分析平臺(tái)軟件來(lái)解決所遇到的瓶頸，其中客戶(hù)端采用SAS Enterprise Guide（以下簡(jiǎn)稱(chēng)EG）。EG最大的特點(diǎn)是圖形界面，易學(xué)易用。王邕保博士說(shuō)：“EG是用不到編程技術(shù)的，易用性好，大家有一定Excel基礎(chǔ)就可以用了，所以我們感覺(jué)也是比較方便的?！弊鳛橐环N基于Windows.NET的客戶(hù)端應(yīng)用，EG既可以滿(mǎn)足一般工程師的常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析需求，又提供了一個(gè)平臺(tái)，使得業(yè)務(wù)分析人員、程序員和統(tǒng)計(jì)學(xué)家可以基于這個(gè)平臺(tái)快速地訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種復(fù)雜的分析功能，為產(chǎn)品分析和生產(chǎn)過(guò)程中的決策過(guò)程提供快速高效的分析結(jié)果。

該系統(tǒng)的界面被設(shè)計(jì)為工程師熟悉的界面，工程師可以調(diào)用SAS平臺(tái)進(jìn)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(duì)過(guò)去積累的海量的有關(guān)機(jī)器狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不斷優(yōu)化機(jī)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(kù)當(dāng)中。這樣，有關(guān)機(jī)器的各種性能指標(biāo)始終在被監(jiān)控狀態(tài)當(dāng)中，一旦機(jī)器的狀態(tài)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)就能夠?qū)C(jī)器的狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警，提醒工程師注意。利用這一系統(tǒng)，中芯國(guó)際的工程師可以在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)機(jī)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(shí)上，通過(guò)這一系統(tǒng)監(jiān)控，在半年的時(shí)間里，使因?yàn)闄C(jī)器異常造成的產(chǎn)品損失顯著減少。

在良率分析部門(mén)，商務(wù)分析軟件的數(shù)據(jù)分析功能也得到充分應(yīng)用。由于芯片產(chǎn)品的性能指標(biāo)十分豐富，該部門(mén)需要能夠?qū)^(guò)去一段時(shí)間的產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出變異產(chǎn)生的來(lái)源。利用EG，這一任務(wù)變得十分容易，業(yè)務(wù)分析人員在了解了良率分析部門(mén)的需要之后編寫(xiě)了SAS程序。這一程序可以通過(guò)EG平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)行，短時(shí)間內(nèi)就能夠生成報(bào)表以及數(shù)百?gòu)埜哔|(zhì)量的圖片。這一分析工具已經(jīng)推廣到工程部門(mén)當(dāng)中，工程師不需要了解SAS編程就能夠在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)運(yùn)行該程序，得到對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)很重要的決策分析結(jié)果和圖形。

區(qū)分對(duì)象，分步實(shí)施

商務(wù)分析應(yīng)用會(huì)針對(duì)不同的應(yīng)用者提出相應(yīng)的要求。在推進(jìn)商務(wù)分析軟件實(shí)施中，中芯國(guó)際資深技術(shù)顧問(wèn)王邕保博士表示，對(duì)工程師和管理者提出的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)并不相同。如果說(shuō)對(duì)于管理者進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)用培訓(xùn)和授課即可，對(duì)于工程師的培訓(xùn)則采取了明確要求和考核發(fā)證的機(jī)制。要掌握一個(gè)世界標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計(jì)應(yīng)用軟件，這也是國(guó)際知名企業(yè)推進(jìn)6 Sigma(六西格瑪)管理對(duì)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(guó)際也對(duì)工程師進(jìn)行了SAS軟件應(yīng)用培訓(xùn)。

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(yīng)用知識(shí)。課程要求大家學(xué)會(huì)基本的數(shù)據(jù)處理原理和措施，如數(shù)據(jù)的比較，對(duì)數(shù)據(jù)做假設(shè)檢驗(yàn)的鑒定，還有進(jìn)行制圖、辨別、回歸分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等等。經(jīng)過(guò)培養(yǎng)，中芯國(guó)際還對(duì)及格的學(xué)員進(jìn)行正規(guī)的認(rèn)證并頒發(fā)證書(shū)，不但鼓勵(lì)他們?cè)谏a(chǎn)中應(yīng)用，也為他們將來(lái)的成長(zhǎng)提供有效的保障。

王邕保博士介紹，在中芯國(guó)際對(duì)工程師并不要求他們掌握像C語(yǔ)言之類(lèi)的編程軟件，但工程師要學(xué)會(huì)研究自己的數(shù)據(jù)，研究自己工作。這當(dāng)中，可以自學(xué)使用SAS。當(dāng)然應(yīng)用SAS 的水平還是有區(qū)別的，大致可分為三級(jí)，第一級(jí)是初步的使用SAS EG的版本，不需要編程。第二階段是要學(xué)會(huì)用SAS作DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）。第三個(gè)階段就是學(xué)會(huì)SAS編程。目前來(lái)說(shuō)，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(gè)技術(shù)層面或者第二個(gè)技術(shù)層面上。

商務(wù)分析軟件的應(yīng)用并不限于業(yè)務(wù)部門(mén)。在EG軟件被引入到中芯國(guó)際以來(lái)，不僅是業(yè)務(wù)一線(xiàn)的質(zhì)量控制部門(mén)、良率分析部門(mén)積極應(yīng)用，公司的人力資源部門(mén)也對(duì)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(guó)際人力資源部門(mén)也開(kāi)始使用它作為員工滿(mǎn)意度調(diào)查的首選分析工具，以往需要數(shù)小時(shí)才可以得到的員工滿(mǎn)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(guó)際這樣的大型制造型企業(yè)中，每天各個(gè)部門(mén)都面臨著很多基于數(shù)據(jù)的決策。王邕保博士坦言，相對(duì)于金融行業(yè)的企業(yè)，中芯國(guó)際的商務(wù)分析應(yīng)用才剛剛開(kāi)始。今后，中芯國(guó)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(wèn)題。具體而言，王邕保博士關(guān)注如下三個(gè)問(wèn)題：

一、希望先把半導(dǎo)體數(shù)據(jù)做好，從而符合數(shù)據(jù)挖掘的要求。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)當(dāng)中的問(wèn)題，這些問(wèn)題是來(lái)自于哪些產(chǎn)品，是由哪些機(jī)臺(tái)產(chǎn)生的，是由哪些原料產(chǎn)生的。半導(dǎo)體生產(chǎn)有幾百個(gè)步驟，到底是哪幾步產(chǎn)生的問(wèn)題往往很難發(fā)現(xiàn)。通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘可以把這些問(wèn)題找出來(lái)。

二、要研究數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，比如半導(dǎo)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(gè)關(guān)系非常復(fù)雜，不是一個(gè)線(xiàn)性關(guān)系，也很難用數(shù)學(xué)公式把他寫(xiě)成函數(shù)的關(guān)系。

半導(dǎo)體行業(yè)不缺乏數(shù)據(jù)，而是數(shù)據(jù)太多。關(guān)鍵的問(wèn)題就是在數(shù)據(jù)當(dāng)中去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，去理清問(wèn)題找到解決問(wèn)題的關(guān)鍵在哪里，然后逐一去解決。雖然目前仍沒(méi)有看到一個(gè)成功的半導(dǎo)體行業(yè)全面應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘的例子，但王邕保博士表示，中芯國(guó)際將會(huì)繼續(xù)去研究商務(wù)分析，進(jìn)而為企業(yè)業(yè)務(wù)優(yōu)化做出更大貢獻(xiàn)。