隨著數(shù)字技術(shù)的普及和芯片短缺的加劇，半導(dǎo)體行業(yè)面臨著巨大的壓力，既要生產(chǎn)缺陷盡可能少的產(chǎn)品，又要迅速向市場推出創(chuàng)新產(chǎn)品。如今產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)為整個行業(yè)創(chuàng)造了新的機(jī)會，以最大限度提高生產(chǎn)、創(chuàng)新和降低成本。材料相關(guān)行業(yè)的參與者都知道，需要通過數(shù)據(jù)協(xié)作來加快總產(chǎn)量、生產(chǎn)/研究和質(zhì)量，但必須要解決幾個挑戰(zhàn)。hz7esmc

首先，考慮到初期投入的成本和時間，單家企業(yè)不愿意建立一個孤立的生態(tài)系統(tǒng)。其次，企業(yè)通常擁有不同的數(shù)據(jù)系統(tǒng)、漫長的學(xué)習(xí)周期和冗長的流程來構(gòu)建新的能力。最后，目前還沒有一種合適的解決方案，既能解決這些問題，又能保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)(IP)，并確保公司對其數(shù)據(jù)擁有完全的控制權(quán)。hz7esmc

半導(dǎo)體制造對協(xié)作數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的需求

原材料中十億分之一級別的雜質(zhì)也可能最終會影響客戶的工藝性能。機(jī)器學(xué)習(xí)是該行業(yè)的一個重要工具，它被用來理解偏差并構(gòu)建預(yù)測模型，以便及早發(fā)現(xiàn)與產(chǎn)量相關(guān)的挑戰(zhàn)。然而，這些算法的有效性取決于從供應(yīng)商到最終產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的完美和一致。這一過程十分耗時，通常需要幾個月到一年的時間來匯總，然后才能對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。hz7esmc

由于原材料、成品材料和設(shè)備流程數(shù)據(jù)都可以組合在一起，因此擁有一個協(xié)作數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)有助于確定可以自動處理的數(shù)據(jù)關(guān)系。同樣重要的是，根據(jù)特定參數(shù)和現(xiàn)場性能來優(yōu)化設(shè)備的性能和維護(hù)，從而引導(dǎo)正確的資源，最大限度地延長正常運(yùn)行時間并降低成本。hz7esmc

開放式數(shù)據(jù)分析平臺已被TEL和Micron等公司采用，它允許半導(dǎo)體行業(yè)的參與者能夠就相關(guān)信息展開合作。對半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的好處是，所有參與者現(xiàn)在都可以開始了解和材料和設(shè)備質(zhì)量的新情況，以及這些情況與制造工藝的關(guān)系。hz7esmc

此外，他們還能從供應(yīng)鏈透明度和可持續(xù)性洞察中獲益。通常，每家公司都在關(guān)注自身流程的優(yōu)化，但當(dāng)我們將供應(yīng)鏈上的所有各方匯聚在一起時，我們就能看到數(shù)據(jù)集之間的相互作用。這些相互作用(數(shù)據(jù)之間的關(guān)系)會影響對績效——換言之，如果不將各方聚集在一起并分析這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，那么這些影響績效的數(shù)據(jù)關(guān)系就會被隱藏起來。如果有全面的數(shù)據(jù)集，分析可在數(shù)天內(nèi)完成，這具有顯著的時間和資源優(yōu)勢。hz7esmc

生態(tài)系統(tǒng)中的每個參與者如何受益？

材料供應(yīng)商可通過協(xié)作分析提高質(zhì)量和FAB廠參與度，協(xié)助管理次級供應(yīng)商，并通過整合生產(chǎn)和質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)前所未有的透明度來提高效率。hz7esmc

設(shè)備制造商可以通過主動識別根本原因和實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的質(zhì)量控制，來減少停機(jī)時間和質(zhì)量偏差的影響。他們可以通過單一、安全的平臺與供應(yīng)商及其數(shù)據(jù)互動，并提供持續(xù)的反饋。數(shù)據(jù)整合可實(shí)現(xiàn)預(yù)測分析，減少質(zhì)量偏差，加快產(chǎn)品上市時間。hz7esmc

設(shè)備供應(yīng)商通過利用數(shù)據(jù)分析進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)行的可視性和有效性。他們通過更好的工具匹配、共同優(yōu)化設(shè)備、工藝參數(shù)和優(yōu)化維護(hù)計(jì)劃來減少停機(jī)時間，從而幫助設(shè)備制造商快速提升產(chǎn)量。hz7esmc

協(xié)作生態(tài)系統(tǒng)如何保護(hù)機(jī)密信息？

保護(hù)半導(dǎo)體行業(yè)的機(jī)密信息和知識產(chǎn)權(quán)至關(guān)重要，但在共享非敏感數(shù)據(jù)時過于謹(jǐn)慎會影響關(guān)鍵學(xué)習(xí)能力。提供多級控制、安全性和可追溯性以確保機(jī)密信息保密的能力是協(xié)作生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。hz7esmc

數(shù)據(jù)訪問是一個值得關(guān)注的重要問題，特別是當(dāng)數(shù)據(jù)被引入共享生態(tài)系統(tǒng)時。如果各方不愿意共享原始流程數(shù)據(jù)，則可以選擇在共享前對其進(jìn)行混淆和標(biāo)準(zhǔn)化處理。此外，單個組織對其提供給生態(tài)系統(tǒng)中其他成員的數(shù)據(jù)擁有完全的所有權(quán)和控制權(quán)。hz7esmc

例如，一個組織的參與者在研究特定流程模塊時，只能訪問該組資源或進(jìn)行分析所需的材料供應(yīng)商的數(shù)據(jù)子集。因此，要監(jiān)控用戶和項(xiàng)目數(shù)據(jù)訪問情況，就需要有系統(tǒng)的跟蹤功能，并考慮到具體操作業(yè)務(wù)或分析目標(biāo)。這就為平臺提供了原生的高度審計(jì)功能，從而有助于在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)其他多層次安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建。該平臺可確保敏感數(shù)據(jù)的處理符合數(shù)據(jù)隱私規(guī)則，例如GDPR、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。該軟件可提供一流的安全性、訪問控制、分區(qū)審計(jì)和問責(zé)功能，以支持負(fù)責(zé)任的數(shù)據(jù)使用。hz7esmc

數(shù)據(jù)規(guī)范化和混淆方式

標(biāo)準(zhǔn)化是任何數(shù)據(jù)分析工作流程中不可或缺的方法，它在協(xié)作環(huán)境中更為重要。在流程制造中，數(shù)據(jù)集和變量在量級和計(jì)量單位上可能存在顯著差異。為了找到有意義的關(guān)系并開發(fā)不受比例影響的穩(wěn)定模型，有必要對數(shù)據(jù)做線性化處理，并將數(shù)據(jù)比例調(diào)整到可比較的范圍內(nèi)。如果將目光投向整個半導(dǎo)體制造和價值鏈上的不同業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)集之間的差異就會更加突出。hz7esmc

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圖1：一個簡化的數(shù)據(jù)平臺示例 資料來源：Athiniahz7esmc

圖1展示了一個簡化的數(shù)據(jù)平臺示例，該平臺可自動對供應(yīng)商和集成設(shè)備制造商之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和縮放。圖中顯示了雙方的數(shù)據(jù)流程，數(shù)據(jù)經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生了一個可共享的數(shù)據(jù)集版本。在這個示例中，通過配置文件(config)定義并應(yīng)用特定的規(guī)范化方案，然后使用編碼器函數(shù)對列名進(jìn)行混淆處理，從而生成可共享的數(shù)據(jù)集，并通過連接鍵與其余各方進(jìn)行合并。hz7esmc

有多種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)可供選擇，包括量化、縮放、變量轉(zhuǎn)換、特征創(chuàng)建和排序。圖2顯示了每種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。hz7esmc

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表1：多種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)hz7esmc

協(xié)同洞察，以便做出更好的決策

通過自動數(shù)據(jù)攝取和機(jī)器學(xué)習(xí)，將關(guān)鍵數(shù)據(jù)匯集到一個中央樞紐，從而隨著信息的增加而不斷改進(jìn)，提高質(zhì)量并減少可能造成供應(yīng)鏈短缺的偏差。生態(tài)系統(tǒng)參與者可以利用數(shù)據(jù)分析、人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)工具，結(jié)合各公司擁有的工藝知識和化學(xué)知識，獲得推動更好業(yè)務(wù)決策所需的重要見解。這個統(tǒng)一的系統(tǒng)必須在安全的環(huán)境中包含典型的數(shù)據(jù)科學(xué)工作流程，然后在整個供應(yīng)基地和設(shè)備制造商中實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。hz7esmc

本文翻譯自國際電子商情姊妹刊EETimes Europe，原文標(biāo)題：How Data Sharing Advances Zero-Defect Semiconductor Manufacturinghz7esmc