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深圳賽意法:資料分析,為企業可持續發展注入源動力

人工智慧、電子消費品、智慧城市、物聯網與5G等技術的迅速發展與崛起,對晶片提出了更高的要求。賽意法如何根據快速發展的市場需求,製造出尺寸更小、速度更快、效能更好、可靠性更強的晶片。

深圳賽意法

挑戰人工智慧、電子消費品、智慧城市、物聯網與5G等技術的迅速發展與崛起,對晶片提出了更高的要求。賽意法如何根據快速發展的市場需求,製造出尺寸更小、速度更快、效能更好、可靠性更強的晶片。
解決方案    深圳賽意法在全公司範圍內實施基於JMP的六標準差方法論與黑帶認證的培訓, 並積極儲備專業人才,確保科學的統計分析方法為公司的研發創新與長期的可持續發展提供戰略保障。
結果工程師告別了經驗主義解決問題的方法,打開了基於科學的統計方法解決問題的全新思維,快速地尋找到問題原因並改善產品,滿足了賽意法客戶高標準的要求。

隨著人工智慧、電子消費品、智慧城市、物聯網與5G等技術的迅速發展與崛起,對擁有高性能、高智能和高效能的微型積體電路的需求呈現火箭式增長。每一天,全世界的人們都在與幾十億個電子設備互動,而每個設備內都有成百上千顆晶片。做為橫跨多重電子應用領域的全球領先的半導體供應商意法半導體公司,旨在通過集成創新生產出先進的半導體晶片,為人們帶來更智能、更節能、更創新、更安全的設備。

深圳賽意法微電子有限公司 (STS) 是意法半導體與賽格高技術的合資公司, 是擁有目前世界上最先進技術和設備的半導體封測廠之一,其進入中國近30年以來,一直致力於通過創新的技術解決人們日常生活中遇到的挑戰,滿足人們對科技改變生活的渴望。

近幾年,深圳賽意法從傳統的製造業開始轉向以研發為導向,在研發端的投入上逐年增加。深圳賽意法副總經理吳淩表示,目前深圳賽意法貢獻了意法半導體後工序封測50% 以上的產量,為公司未來十年的戰略計畫目標,奠定了良好的基礎。此外,在賽意法的轉型和創新過程中,資料分析成為不可或缺的技術支援,為企業的創新發展提供了強勁的源動力和引擎。

從0到50+,黑帶專案冉冉升起

在深圳賽意法,資料分析的文化目前無處不在。這要歸功於公司在兩年前啟動的六標準差專案。

2019年,賽意法企業內部開始推行六標準差黑帶 (Black Belt) 認證專案,JMP做為全面實施六標準差的必備工具,內部也開始推廣如何使用JMP。設備課長 (facility section manager) 李名潔便是黑帶專案的推廣負責人,負責資料蒐集、分析工具、應用與內部推廣。

該項專案獲得了公司管理階層的支持,全公司開始由上而下掀起了學習六標準差和JMP熱潮。首先,公司認證了14位六標準差黑帶,其中6名黑帶成員參加了JMP應用的培訓;隔年又認證了41位黑帶成員,參與成員覆蓋到了製程、研發、品質、生產、動力設施等各部門,JMP應用也逐漸普及全公司。除了課長李名潔外,卓越部門培訓經理肖政林、品質部品質工程師孫文韜也是此專案的負責人與團隊成員。


「JMP很實用,整合式分析和思維對工程師的思考方式有很大幫助,讓工程師的思考方式提升了一個層次。」

——肖政林,深圳賽意法微電子有限公司 (STS) 卓越部門培訓經理

 

JMP,公司內部資料分析不可或缺的重要工具

肖政林分享,以往深圳賽意法的資料分析工具比較分散, SPC有專門的SPC軟體,DOE有專門的DOE軟體,直到有同事參加了基於JMP的六標準差培訓課程後,將JMP引入深圳分公司,大家才發現JMP是可以整合DOE、SPC、MSA、可靠性、模組化、視覺化的一套系統化軟體。他強調:「JMP很實用,整合式分析和思維對工程師的思考方式有很大幫助,讓工程師的思考方式提升了一個層次。」

李名潔坦言,以前沒有系統性地接觸過統計工具。自2019年設備部門運用SPC到動力設施系統運營後,他們逐漸認識到運用統計方法到動力設施系統上會有非常大的改善空間,因此,部門工程師也陸續加入了黑帶專案小組,開啟了運用資料分析、運用JMP解決問題的新天地。

品質工程師孫文韜主要負責生產過程客戶品質投訴工作,由於工作內容逐漸轉向新產品導入與研發,身為JMP的重度用戶,他幾乎每天都需要透過JMP來解決工作問題。他最常使用、也最喜歡的JMP功能,包括圖形生成器、過程能力分析、量測系統分析、描述統計分析、分佈、常態性檢驗、關聯分析、半導體生產資料的假設檢定、以反應曲面設計為主的實驗設計等。

身為JMP的重度使用者,孫文韜與其他參加培訓的黑帶成員一樣,將JMP作為他們解決日常問題和複雜難題的必備工具。在JMP解決問題的諸多案例中,他列舉了以下兩個典型性案例:

JMP,解決工程難題,尋找問題根因的利器

在某產品線上,工程師團隊發現鋁線鍵合點推力的Cpk小於1.67,且多台機器受到影響。Cpk的降低與哪些因素相關?是與鋁線鍵合點推力測試的推進方向有關?還是與推力測試的推刀高度有關?如何在多種原因之中快速高效地找到根本原因,從而快速地改進對工程師提出了新的挑戰。

在過去做原因分析時,工程師團隊通常傾向於使用魚骨圖把所有可能的原因都羅列出來,對每個原因可能性的論證更多的是基於經驗基礎上的推斷,缺乏資料支援和科學化的統計分析。這種理論與經驗論證的方法對於一些定性的根本原因分析尚可接受,而對於深入的定量化分析,就必須用資料說話,需要通過統計分析的方法才能下定論,這就需要JMP來協助。

工程師通過JMP的假設檢定、單因子變異數分析,雙樣本T檢定等分析,最終發現 Cpk 的偏低與人工推力測試中操作的不一致顯著相關。在推力測試工具移動時,一些不熟練,不一致的人為操作增大了推力值的波動和差異性,因此影響了 Cpk 的表現。

最後,問題得以快速解決,Cpk恢復到正常水準,提升了良率和品質,提高了UPH,同時也讓工程師意識到,利用統計學理論科學化分析問題的邏輯思維方法非常重要,為工程師提供了驗證根因強勁有力的思維和手段。

不止如此,從2020年開始,賽意法某重要客戶也招募了一批黑帶人員來做資料分析,因此,客戶對賽意法資料分析的嚴謹性和專業性提出了更高的要求,而賽意法通過運用基於JMP的資料分析,讓結果更為嚴謹、更具備說服力,恰好滿足了重要客戶的需求。「如果沒有掌握(JMP),就很難應對黑帶級別SQE們的問題與要求。 」孫文韜強調。

孫文韜分享的另外一個專案是某重要產線鋁線鍵合寬度的優化,也是2020年正在進行中的項目。鋁線鍵合部位焊點寬度在鋁線鍵合行業內有規定的上下規格限,屬於望目型指標,既不可以太大,也不可以太小。工程師團隊發現焊點寬度過寬一直是個歷史遺留問題,缺陷率在86%,遲遲未予解決。因此,團隊需要改善焊點寬度,以確保它不會過於太窄(鍵合力度不夠),也不會過於太寬(傷害晶片超出焊接區域)。

專案組團隊嚴格按照DMAIC邏輯展開分析。首先通過量測系統分析保證專案所使用的量測設備能力滿足要求,量測資料可信,繼而進行原因分析發現不合理的參數設置是問題的根源。之後,工程師根據鍵合功率和鍵合強度兩個參數(影響因數)進行兩因數兩水準兩個中心點的反應曲面設計,利用JMP製作正交試驗表,輸出鋁線鍵合點推力均值,CPK,鍵合點寬度等指標,評估模型顯著與否,模型預測有無失準、殘差如何等,將模型優化至最佳狀態後,基於等高線刻畫器得出兩個參數的範圍。此後,使用模擬器預估定義的參數範圍內的失效率,並進行批量試產以驗證實際的改善結果。

最終,通過雙樣本T檢驗,改進後的焊點寬度缺陷率減少了約40%,同時使鍵合強度沒有顯著減小,達到了專案小組的期望。

在參數變更完成後,項目組還進行了嚴格的可靠度測試。目前此變更後的產品已經通過2000次的冷熱衝擊實驗,完全滿足了汽車行業客戶的需求。

除了考慮眼前的項目收益與成效外,意法半導體也看重企業核心競爭力的提升和永續發展。


「我認為運用統計方法到動力設施系統上會有非常大的改善空間,所以我們部門的一些工程師也加入了黑帶項目組。這是一個很好的趨勢。」

——李名潔, 深圳賽意法微電子有限公司 (STS)設備課長 (facility section manager)

 


「如果沒有掌握(JMP),就很難應對黑帶級別SQE們的問題與要求。 」

——孫文韜, 深圳賽意法微電子有限公司 (STS) 品質部品質工程師

 

 

人才儲備,公司戰略佈局和可持續發展的重要部分

在企業高速發展的列車上,永續發展一直是深圳賽意法重視的議題,包含了企業在社會責任上的戰略與戰術,人才培育計畫也是其中重要的一環。

副總經理吳淩表示,從大品質的角度來看,永續發展也就是組織卓越,涵蓋了菁英幹部儲備與人才培育計畫等重要內容。深圳賽意法擁有自己的技術專家平臺、黑帶平臺、與深圳質協合作的QCC平臺、教練平臺等,也擁有非常成熟的流程和標準,公司會著眼各個方面,將所有平臺整合起來形成企業的人才儲備平臺。

現階段,賽意法正在對現有的黑帶做逐級認證,從認證的黑帶中產生一批黑帶大師、DOE專家等。他表示,公司會將人才資料庫逐步做細化。從深度上,人才資料庫以後將擁有專業的資料分析人才、 DOE人才、可靠度人才、過程能力分析人才等;從廣度上,在資料分析上目前未涉及到的領域,公司也會提前去做儲備與佈局。例如將黑帶專案延伸至節能、降耗、減廢等領域。此外,賽意法也有另一個專案叫「Future Inside」,面向未來的前瞻性專案,比如在即時的巨量訂單控制和分配上,通過資料分析和優化可以提高設備利用率和縮短產品生產週期。吳淩進一步表示:「公司在培養了資料分析的人才之後,可以讓這些項目的推進更加高效,因此 JMP在整個ST內部的導入,對公司人才團隊的建設是非常有力的補充。」

展望未來,意法半導體的三年規劃是要將現在的銷售額翻一倍。而要實現這一宏偉目標,離不開對技術的投入、對人才的建設。因此,深圳賽意法希望在2025年,能夠讓所有工程師對六標準差DMAIC系統化方法論、對JMP軟體的使用實現熟練應用,從而從根本上提高企業的研發效率,降低製程優化的成本,實現業績倍增的目標,並確保企業健康長久的永續發展。


「公司在培養了資料分析的人才之後,可以讓這些項目的推進更加高效。所以, JMP在整個ST內部的導入,對公司人才團隊的建設是非常有力的補充。」

——吳淩,深圳賽意法微電子有限公司 (STS) 副總經理

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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.