客户案例

深圳赛意法:数据分析,为企业可持续发展注入源动力

人工智能、电子消费品、智慧出行、物联网与5G等技术的迅速发展与崛起,对芯片提出了更高的要求。赛意法如何根据快速发展的市场需求,制造出尺寸更小、速度更快、能效更高、可靠性更强的芯片。

深圳赛意法

挑战      人工智能、电子消费品、智慧出行、物联网与5G等技术的迅速发展与崛起,对芯片提出了更高的要求。赛意法如何根据快速发展的市场需求,制造出尺寸更小、速度更快、能效更高、可靠性更强的芯片。
解决方案          赛意法在全公司范围内实施基于JMP的六西格玛方法论与黑带项目的培训, 并积极储备专业人才,确保科学的统计分析方法为公司的研发创新与长期的可持续发展提供战略保障。
结果工程师告别了经验主义解决问题的方法,打开了基于科学的统计方法解决问题的全新思路,高效快速地寻找到问题根因并改进产品,满足了赛意法客户高标准的要求。

随着人工智能、电子消费品、智慧出行、物联网与5G等技术的迅速发展与崛起,对拥有高性能、高智能和高能效的微型集成电路的需求呈现出喷式的增长。每一天,全世界的人们都在与几十亿个电子设备交互,而每个设备内都有成百上千颗芯片。作为横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体公司,旨在通过集成创新生产出先进的半导体芯片,为人们带来更智能、更节能、更智联、更安全的设备。

深圳赛意法微电子有限公司(STS)是意法半导体与赛格高技术的合资公司, 是拥有目前世界上最先进技术和设备的半导体封测厂之一,其进入中国近30年以来,一直致力于通过创新的技术解决人们日常生活中遇到的挑战,满足人们对科技改变生活的渴望。

近些年,从传统的制造业向研发导向型企业转变,深圳赛意法在研发端的投入也在逐年增加。据公司副总经理吴凌介绍,目前深圳赛意法贡献了意法半导体后工序封测50%以上的产量,为公司的可持续发展,实现十年战略计划目标奠定了基础。而在赛意法的转型和创新发展过程中,数据分析作为其必不可缺的技术支持,为企业的创新发展提供了强劲的源动力和引擎。

从0到50+,黑带项目冉冉升起

在深圳赛意法,数据分析的文化目前无处不在。这得益于公司在两年前开展的六西格玛项目。

在2019年企业内部开始推行六西格玛黑带项目之时,JMP作为全面实施六西格玛的必备工具,也逐渐开始冉冉兴起。动力系统运营经理李名洁作为黑带项目推广组长负责数据收集,分析工具和应用与推广。

在公司管理层的支持下,全公司范围内自上而下掀起了学习六西格玛和JMP热潮。公司首先认证了14位六西格玛黑带,其中6名黑带成员参加了JMP应用的培训。在2020年,又新认证了41位黑带成员,参与成员覆盖到了工艺、研发、质量、生产、动力设施等各个部门的同事,JMP在公司内部的应用也就水到渠成地开展开来。除了李名洁外,组织卓越部门培训经理肖政林、质量部质量工程师孙文韬也是此项目的主持者和团队成员。


“JMP很实用,整合式的分析和思维对工程师的思考方式有很大帮助,让工程师的思考方式提升了一个层次。”

——肖政林, 深圳赛意法微电子有限公司卓越部门培训经理

 

JMP,公司内部数据分析不可或缺的重要工具

据肖政林介绍,在深圳赛意法,早年的数据分析工具相对比较分散, SPC有专门的SPC软件,DOE有专门的DOE软件,直到有同事参加了基于JMP的六西格玛培训课程后将JMP引入深圳分公司,大家才发现JMP是可以将DOE、SPC、MSA、可靠性、建模、可视化整合在一起的一款系统化软件。肖政林说道:“JMP很实用,整合式的分析和思维对工程师的思考方式有很大帮助,让工程师的思考方式提升了一个层次。”

动力系统运营经理李名洁坦诚,以前没有系统性地接触过统计化工具。自2019年动力设施部门运用SPC到动力设施系统运营后,他们逐渐认识到运用统计方法到动力设施系统上会有非常大的改善空间,因此,部门的一些工程师也加入了黑带项目组,开启了运用数据分析、运用JMP解决问题的新天地。

质量工程师孙文韬主要负责生产过程客户质量投诉工作。因现在的工作逐渐转向新产品导入、研发,所以他是JMP的重度用户。几乎每天,孙文韬都需要使用JMP来解决工作中的问题。他最常用、最喜欢的JMP平台和工具包括图形生成器、过程能力分析、测量系统分析、描述性统计分析、分布、正态性检验、关联分析、半导体生产数据的假设检验、以响应曲面设计为主的实验设计等。

作为JMP的主要使用者和践行者,孙文韬与其他参加培训的黑带成员一样,学以致用,将JMP作为他们解决日常问题和复杂难题的必备工具。在JMP解决问题的诸多案例中,孙文韬列举了两个典型性案例。


“我认为运用统计方法到动力设施系统上会有非常大的改善空间,所以我们部门的一些工程师也加入了黑带项目组。这是一个很好的趋势。”

—— 李名洁,深圳赛意法微电子有限公司动力设施部系统运营经理

JMP,解决工程难题,寻找问题根因的利器

在某产品线上,工程师团队发现铝线键合点推力的CPK小于1.67,且多台机器受到影响。那么,Cpk的降低与哪些因素相关?是与铝线键合点推力测试的推进方向有关?还是与推力测试的推刀高度有关?如何在多种原因之中快速高效地找到根本原因,从而快速地改进对工程师提出了新的挑战。

在过去做原因分析时,工程师团队通常倾向于使用鱼骨图把所有可能的原因都罗列出来,对每个原因可能性的论证更多的是基于经验基础上的推断,缺乏数据支持和科学化的统计分析。这种理论与经验论证的方法对于一些定性的根因分析尚可接受,而对于深入的定量化分析,就必须用数据说话,需要通过统计分析的方法才能下定论,这就需要JMP来协助。

工程师通过JMP的假设检验、单因子方差分析,双样本T检验等分析,最终发现Cpk的偏低与人工推力测试中操作的不一致显著相关。在推力测试工具移动时,一些不熟练,不一致的人为操作增大了推力值的波动和差异性,因此影响了Cpk的表现。

最终,问题得以快速解决,Cpk恢复到正常水平,提升了良率和质量,提高了UPH,同时也让工程师意识到,利用统计学理论科学化分析问题的逻辑思维方法非常重要,为工程师提供了验证根因非常强劲有力的思路和手段。

不止如此,从2020年开始,赛意法某重要客户也招募了一批黑带人员来做数据分析,因此,客户对赛意法数据分析的严谨性和专业性提出了更高的要求,而赛意法通过运用基于JMP的数据分析,让结果更为严谨、更具备说服力,恰好满足了重要客户的需求。“如果没有掌握(JMP),就很难应对黑带级别SQE们的问题与要求。 ”孙文韬说道。

孙文韬分享的另外一个项目是某重要产线铝线键合宽度的优化,也是2020年正在进行中的项目。铝线键合部位焊点宽度在铝线键合行业内有规定的上下规格限,属于望目型指标,既不可以太大,也不可以太小。工程师团队发现焊点宽度过宽一直是个历史遗留问题,缺陷率在86%,迟迟未予解决。因此,团队需要改善焊点宽度,以确保它不会过于太窄(键合力度不够),也不会过于太宽(伤害芯片超出焊接区域)。

项目组团队严格按照DMAIC逻辑展开分析。首先通过测量系统分析保证项目所使用的测量设备能力满足要求,测量数据可信,继而进行原因分析发现不合理的参数设置是问题的根源。之后,工程师根据键合功率和键合强度两个参数(影响因子)进行两因子两水平两个中心点的响应曲面设计,利用JMP制作正交试验表,输出铝线键合点推力均值,CPK,键合点宽度等指标,评估模型显著与否,模型有无失拟、残差如何等,将模型优化至最佳状态后,基于等高线刻画器得出两个参数的范围。此后,使用模拟器预估定义的参数范围内的失效率,并进行批量试产以验证实际的改善结果。

最终,通过双样本T检验,改进后的焊点宽度缺陷率减少了约40%,同时使键合强度没有显著减小,达到了项目组的期望。

在参数变更完成后,项目组还进行了严格的可靠性测试。目前此变更后的产品已经通过2000次的冷热冲击实验,完全满足了汽车行业客户的需求。

除了考虑眼前的项目收益与成效外,意法半导体也看重企业核心竞争力的提升和可持续发展。

 


“如果没有掌握JMP,就很难应对(客户)黑带级别SQE们的问题与要求。 ”

——孙文韬,深圳赛意法微电子有限公司质量部质量工程师

 

人才储备,公司战略布局和可持续发展的重要部分

在企业高速发展的列车上,可持续发展一直是深圳赛意法重要的一部分。可持续发展不仅包含企业在社会责任上的战略与战术,人才储备和梯队的建设也是其中的重要部分。

副总经理吴凌表示,从大质量的角度来看,可持续发展也就是组织卓越,涵盖了人才储备与人才梯队建设等重要内容。深圳赛意法拥有自己的技术专家平台、黑带平台、与深圳质协合作的QCC平台、教练平台等,也拥有非常成熟的流程和标准,公司会着眼各个方面,将所有平台整合起来形成企业的人才储备平台。

目前,赛意法正在对现有的黑带做逐级认证,从认证的黑带中产生一批黑带大师、DOE专家等。吴凌表示,公司会将人才池逐步做细化。从深度上,人才池以后将拥有专业的数据分析人才、 DOE人才、可靠性人才、过程能力分析人才等。从广度上,在数据分析上目前未涉及到的领域,公司也会提前去做储备与布局。比如将黑带项目延伸至节能、降耗、减废等领域。赛意法也有一个称为“Future Inside”的项目,面向未来的前瞻性项目,比如在实时的海量订单控制和分配上,通过数据分析和优化可以提高设备利用率和缩短产品生产周期。吴凌说道:“公司在培养了数据分析的人才之后,可以让这些项目的推进更加高效。所以, JMP在整个ST内部的导入,对公司人才团队的建设是非常有力的补充。”

展望未来,意法半导体的三年规划是要将现在的销售额翻一倍。而要实现这一宏伟目标,离不开对技术的投入、对人才的建设。因此,深圳赛意法希望在2025年,能够让所有工程师对六西格玛DMAIC系统化方法论、对JMP软件的使用实现熟练应用,从而从根本上提高企业的研发效率,降低工艺优化的成本,实现销售额的倍增,并确保企业健康长久的可持续发展。

 


“公司在培养了数据分析的人才之后,可以让这些项目的推进更加高效。所以, JMP在整个ST内部的导入,对公司人才团队的建设是非常有力的补充。”

—— 吴凌,深圳赛意法微电子有限公司副总经理

The results illustrated in this article are specific to the particular situations, business models, data input and computing environments described herein. Each SAS customer’s experience is unique, based on business and technical variables, and all statements must be considered nontypical. Actual savings, results and performance characteristics will vary depending on individual customer configurations and conditions. SAS does not guarantee or represent that every customer will achieve similar results. The only warranties for SAS products and services are those that are set forth in the express warranty statements in the written agreement for such products and services. Nothing herein should be construed as constituting an additional warranty. Customers have shared their successes with SAS as part of an agreed-upon contractual exchange or project success summarization following a successful implementation of SAS software.

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