飛思卡爾運(yùn)用JMP提升半導(dǎo)體良率

　　飛思卡爾(Freescale)是全球著名的微控制器、射頻半導(dǎo)體、模塊與混合信號(hào)電路、軟件技術(shù)及相關(guān)管理解決方案的供應(yīng)商，其前身是擁有50多年歷史的摩托羅拉半導(dǎo)體部門(mén)，其主要客戶來(lái)自于汽車(chē)、消費(fèi)電子、工業(yè)品、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線應(yīng)用市場(chǎng)的10,000多家企業(yè)。公司擁有專利5,900多項(xiàng)，2007年的營(yíng)業(yè)收入達(dá)到57億美元，在全球30多個(gè)國(guó)家擁有24,000多名員工，其中包括中國(guó)天津的組裝測(cè)試廠和北京、上海、蘇州的三個(gè)設(shè)計(jì)、研發(fā)和支持中心。六西格瑪統(tǒng)計(jì)分析軟件JMP是SAS公司的卓越績(jī)效統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)引擎，應(yīng)用范圍包括業(yè)務(wù)可視化、數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)、六西格瑪和持續(xù)改進(jìn)(可視化六西格瑪、質(zhì)量管理、流程優(yōu)化)、研發(fā)及創(chuàng)新、試驗(yàn)設(shè)計(jì)DOE等，客戶遍及半導(dǎo)體、機(jī)械、化工、制藥、金融、汽車(chē)、鋼鐵、航空航天等各個(gè)行業(yè)。

　　飛思卡爾所在的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造行業(yè)是一個(gè)非常特殊的高科技行業(yè)，工藝流程十分復(fù)雜。其間，來(lái)自化學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、電子和空間等多方面的因素交織在一起，共同影響著最終產(chǎn)品的質(zhì)量和流程的效率(參見(jiàn)下圖)。而且，半導(dǎo)體對(duì)加工精度的要求也非?？量蹋@里點(diǎn)，從我們常見(jiàn)的電路板的復(fù)雜連線上就可以體會(huì)到，半導(dǎo)體產(chǎn)品的測(cè)量尺度不是以毫米為單位的，而是以納米為單位的(1毫米=1000000納米)!所幸的是，在半導(dǎo)體的生產(chǎn)過(guò)程中，成千上萬(wàn)的測(cè)量數(shù)據(jù)被同步記錄下來(lái)，為我們的分析和工藝改進(jìn)工作奠定了基礎(chǔ)。

半導(dǎo)體產(chǎn)品的典型宏觀流程圖

　　對(duì)每一家半導(dǎo)體企業(yè)而言，要想在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化的市場(chǎng)上生存并發(fā)展，必須提高并控制產(chǎn)品的良率Yield，而且要“用最快的速度做出最準(zhǔn)確的改善反應(yīng)”。因?yàn)榘雽?dǎo)體產(chǎn)品的價(jià)值很大程度上取決于研發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中所采用的技術(shù)，而這些技術(shù)的價(jià)值往往隨著時(shí)間的推移而迅速貶值。因此，一旦出現(xiàn)良率下降的質(zhì)量問(wèn)題，誰(shuí)能夠最快地發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵因素并加以糾正，誰(shuí)就能最快地轉(zhuǎn)危為安，最早地向市場(chǎng)大規(guī)模供應(yīng)成熟產(chǎn)品，獲得最大的利潤(rùn)。

　　飛思卡爾在“良率提升Yield Enhancement”領(lǐng)域擁有豐富的成功經(jīng)驗(yàn)，主要工作可以概括為三步曲：

　　1 獲取數(shù)據(jù)

　　2 分析數(shù)據(jù)

　　3 展示數(shù)據(jù)

　　“獲取數(shù)據(jù)”的概念不難理解，很多半導(dǎo)體企業(yè)在早期的信息化建設(shè)、ERP項(xiàng)目、MES項(xiàng)目中都已初獲成功，為獲取數(shù)據(jù)創(chuàng)建了良好的條件。難就難在后面的“分析數(shù)據(jù)”和“展示數(shù)據(jù)”上，國(guó)內(nèi)的一些半導(dǎo)體企業(yè)在這方面明顯缺乏經(jīng)驗(yàn)。

　　飛思卡爾在這方面使用的工具是專業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件JMP。半導(dǎo)體行業(yè)的工程師整天要和數(shù)據(jù)打交道，飛思卡爾內(nèi)部的幾位既懂專業(yè)又懂統(tǒng)計(jì)的資深專家發(fā)揮JMP使用簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可視化效果好的優(yōu)勢(shì)，讓JMP成為了飛思卡爾良率提升的關(guān)鍵武器之一。

　　例如，飛思卡爾的工程十分用半導(dǎo)體行業(yè)中常見(jiàn)的晶圓圖Wafer Plot來(lái)初步分析晶圓的缺陷，以下兩個(gè)圖形就是運(yùn)用JMP軟件繪制而成的。第一張圖顯示的是單個(gè)晶圓的質(zhì)量特征，并配有帕累托圖Pareto Plot展示芯片的良率狀況和各種缺陷出現(xiàn)的頻次。第二張圖則是從整體層面顯示一個(gè)批次Lot產(chǎn)品的質(zhì)量特征(一般來(lái)說(shuō)，飛思卡爾規(guī)定25個(gè)晶圓組成1個(gè)批次)。

基于JMP軟件的單個(gè)晶圓圖分析

基于JMP軟件的5X5晶圓圖

　　在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)和行業(yè)條件下，企業(yè)不允許工程師們花費(fèi)大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和展示，而是要求工程師們將更多的精力放在實(shí)際的業(yè)務(wù)改進(jìn)中。飛思卡爾巧妙地利用JMP提供的自動(dòng)編程語(yǔ)言JSL(JMP Script Language)為大規(guī)模重復(fù)性分析、繪圖工作以及成熟的建模工作開(kāi)發(fā)出各種JMP腳本程序，從很大程度上實(shí)現(xiàn)了“分析自動(dòng)化”，使得良率改善人員只需要要點(diǎn)擊一兩個(gè)按鈕,就可以完成通過(guò)菜單操作需要幾個(gè)小時(shí)才能完成的分析工作，大大節(jié)省了數(shù)據(jù)分析、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)以及解決方案形成的時(shí)間。

　　而且，飛思卡爾還將這些JMP腳本文件當(dāng)成企業(yè)知識(shí)管理的重要內(nèi)容，將其統(tǒng)一整合到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上供全球的相關(guān)人員分享使用(如下圖所示)，并為每一個(gè)文件編寫(xiě)了使用說(shuō)明，以方便大家的使用并幫助進(jìn)一步提高了企業(yè)的工作效率。

可在內(nèi)部網(wǎng)上瀏覽的JMP腳本語(yǔ)言匯集

　　JMP伴隨著飛思卡爾走過(guò)了風(fēng)風(fēng)雨雨的近20年，一起走出失敗的陰影，共同分享成功的喜悅。飛思卡爾良率管理部的負(fù)責(zé)人這樣認(rèn)為：JMP軟件現(xiàn)在已經(jīng)推出的新版JMP8中，數(shù)據(jù)可視化的功能又有了長(zhǎng)足的發(fā)展。這正好和半導(dǎo)體良率提升中簡(jiǎn)單、直觀、快速的原則相吻合，新型泡泡圖、圖形生成器等JMP特色平臺(tái)已逐漸成為具有飛思卡爾特色的良率提升方法論中的重要工具。