飛思卡爾運用JMP提升半導體良率

　　飛思卡爾(Freescale)是全球著名的微控制器、射頻半導體、模塊與混合信號電路、軟件技術及相關管理解決方案的供應商，其前身是擁有50多年歷史的摩托羅拉半導體部門，其主要客戶來自于汽車、消費電子、工業品、網絡和無線應用市場的10,000多家企業。公司擁有專利5,900多項，2007年的營業收入達到57億美元，在全球30多個國家擁有24,000多名員工，其中包括中國天津的組裝測試廠和北京、上海、蘇州的三個設計、研發和支持中心。六西格瑪統計分析軟件JMP是SAS公司的卓越績效統計發現引擎，應用范圍包括業務可視化、數據發現、六西格瑪和持續改進(可視化六西格瑪、質量管理、流程優化)、研發及創新、試驗設計DOE等，客戶遍及半導體、機械、化工、制藥、金融、汽車、鋼鐵、航空航天等各個行業。

　　飛思卡爾所在的半導體設計和制造行業是一個非常特殊的高科技行業，工藝流程十分復雜。其間，來自化學、光學、機械、電子和空間等多方面的因素交織在一起，共同影響著最終產品的質量和流程的效率(參見下圖)。而且，半導體對加工精度的要求也非常苛刻，這里點，從我們常見的電路板的復雜連線上就可以體會到，半導體產品的測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，在半導體的生產過程中，成千上萬的測量數據被同步記錄下來，為我們的分析和工藝改進工作奠定了基礎。

半導體產品的典型宏觀流程圖

　　對每一家半導體企業而言，要想在這個競爭日趨白熱化的市場上生存并發展，必須提高并控制產品的良率Yield，而且要“用最快的速度做出最準確的改善反應”。因為半導體產品的價值很大程度上取決于研發生產過程中所采用的技術，而這些技術的價值往往隨著時間的推移而迅速貶值。因此，一旦出現良率下降的質量問題，誰能夠最快地發現關鍵因素并加以糾正，誰就能最快地轉危為安，最早地向市場大規模供應成熟產品，獲得最大的利潤。

　　飛思卡爾在“良率提升Yield Enhancement”領域擁有豐富的成功經驗，主要工作可以概括為三步曲：

　　1 獲取數據

　　2 分析數據

　　3 展示數據

　　“獲取數據”的概念不難理解，很多半導體企業在早期的信息化建設、ERP項目、MES項目中都已初獲成功，為獲取數據創建了良好的條件。難就難在后面的“分析數據”和“展示數據”上，國內的一些半導體企業在這方面明顯缺乏經驗。

　　飛思卡爾在這方面使用的工具是專業統計分析軟件JMP。半導體行業的工程師整天要和數據打交道，飛思卡爾內部的幾位既懂專業又懂統計的資深專家發揮JMP使用簡單、功能強大、可視化效果好的優勢，讓JMP成為了飛思卡爾良率提升的關鍵武器之一。

　　例如，飛思卡爾的工程十分用半導體行業中常見的晶圓圖Wafer Plot來初步分析晶圓的缺陷，以下兩個圖形就是運用JMP軟件繪制而成的。第一張圖顯示的是單個晶圓的質量特征，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的頻次。第二張圖則是從整體層面顯示一個批次Lot產品的質量特征(一般來說，飛思卡爾規定25個晶圓組成1個批次)。

基于JMP軟件的單個晶圓圖分析

基于JMP軟件的5X5晶圓圖

　　在當前的經濟形勢和行業條件下，企業不允許工程師們花費大量的時間來進行數據分析和展示，而是要求工程師們將更多的精力放在實際的業務改進中。飛思卡爾巧妙地利用JMP提供的自動編程語言JSL(JMP Script Language)為大規模重復性分析、繪圖工作以及成熟的建模工作開發出各種JMP腳本程序，從很大程度上實現了“分析自動化”，使得良率改善人員只需要要點擊一兩個按鈕,就可以完成通過菜單操作需要幾個小時才能完成的分析工作，大大節省了數據分析、問題發現以及解決方案形成的時間。

　　而且，飛思卡爾還將這些JMP腳本文件當成企業知識管理的重要內容，將其統一整合到內部網絡上供全球的相關人員分享使用(如下圖所示)，并為每一個文件編寫了使用說明，以方便大家的使用并幫助進一步提高了企業的工作效率。

可在內部網上瀏覽的JMP腳本語言匯集

　　JMP伴隨著飛思卡爾走過了風風雨雨的近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責人這樣認為：JMP軟件現在已經推出的新版JMP8中，數據可視化的功能又有了長足的發展。這正好和半導體良率提升中簡單、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。