編者按：晶圓廠商們希望簡(jiǎn)化半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造的流程，但創(chuàng)新的分析工具會(huì)提供他們需要的解決方案嗎？由麥肯錫帶來(lái)的這篇商業(yè)分析，可能會(huì)帶給我們答案。在本文中，麥肯錫采訪了高級(jí)分析公司Motivo的首席執(zhí)行官Bharath Rangarajan，為我們帶來(lái)了一些深刻的見(jiàn)解。

高級(jí)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的應(yīng)用，正在使傳統(tǒng)的制造和運(yùn)營(yíng)方法遭受沖擊。雖然半導(dǎo)體制造公司在應(yīng)用這些技術(shù)方面有些限制，但可能很快就會(huì)有所改變——并且它們也有很好的理由去改變。現(xiàn)在，要想將一款新的集成電路推向市場(chǎng)，所需要的時(shí)間在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都在逐漸上升。新的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，是造成這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)原因。但是，更復(fù)雜的檢查、測(cè)試和驗(yàn)證程序，也是產(chǎn)生延誤的原因。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)狀表明，晶圓廠需要多個(gè)領(lǐng)域的共同協(xié)助。在過(guò)去幾年的設(shè)計(jì)過(guò)程中，測(cè)試和驗(yàn)證時(shí)間增加了50％。新產(chǎn)品引進(jìn)和升級(jí)，現(xiàn)在通常需要12到18個(gè)月的調(diào)試和調(diào)整。類(lèi)似地，組裝和測(cè)試過(guò)程中30％的資本支出，都是不給產(chǎn)品增加任何價(jià)值的測(cè)試。芯片進(jìn)入市場(chǎng)后，問(wèn)題也不會(huì)停止：客戶可能會(huì)遇到意想不到的性能問(wèn)題，并要求半導(dǎo)體公司幫助解決這些問(wèn)題 ——這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)閺S商們沒(méi)有辦法追蹤芯片從生產(chǎn)到使用的所有過(guò)程。 此外，許多晶圓廠沒(méi)有有效地記錄生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，也沒(méi)有采取措施來(lái)嘗試解決這些問(wèn)題。

在許多情況下，出現(xiàn)問(wèn)題的原因，是因?yàn)楸M管有一定程度的自動(dòng)化，重要任務(wù)仍然需要頻繁的手動(dòng)操作干預(yù)。為了改進(jìn)這一流程，許多技術(shù)公司正在創(chuàng)建分析工具。這些工具，可以幫助晶圓廠用基于事實(shí)的知識(shí)、模式識(shí)別和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，來(lái)代替猜測(cè)和人類(lèi)的直覺(jué)。除了減少錯(cuò)誤、精簡(jiǎn)生產(chǎn)和降低成本之外，這些工具甚至可以幫助晶圓廠發(fā)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)模型，并獲取額外的價(jià)值。

盡管這些分析工具才剛剛開(kāi)始獲得晶圓廠的關(guān)注，但半導(dǎo)體制造商已經(jīng)有很多選項(xiàng)可供選擇。因?yàn)?，許多技術(shù)人員最近已經(jīng)開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)的解決方案，來(lái)簡(jiǎn)化芯片制造過(guò)程。我們從大量創(chuàng)新者中選出了三家公司，作為新生攪局者的代表性例子。我們?cè)L問(wèn)了他們的業(yè)務(wù)部門(mén)和技術(shù)部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)，以進(jìn)一步了解其能力。我們的目標(biāo)不是選擇性地認(rèn)可某一家公司，而是為可能不熟悉新產(chǎn)品的半導(dǎo)體公司，提供不同的新興解決方案。

主動(dòng)防止錯(cuò)誤，進(jìn)而優(yōu)化產(chǎn)量

高級(jí)數(shù)據(jù)分析，可以在虛擬或數(shù)字設(shè)計(jì)文件中，測(cè)試和標(biāo)記出可能的故障點(diǎn)，為晶圓廠提供了極大的方便。不需要測(cè)試成品，半導(dǎo)體公司就可以提前糾正物理設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，提高產(chǎn)量和可靠性。 晶圓廠商還可以使用相同的技術(shù)，來(lái)生成和運(yùn)行虛擬芯片進(jìn)行測(cè)試 ，從而允許他們識(shí)別和消除邊際效應(yīng)的同時(shí)，進(jìn)行流程優(yōu)化。最后，高級(jí)數(shù)據(jù)分析可以讓晶圓廠將來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)大量輸入，與廣泛的流程級(jí)信息相結(jié)合，創(chuàng)建豐富的多變量數(shù)據(jù)集。然后，它們可以快速診斷芯片或設(shè)備故障的可能來(lái)源，從而為潛在的問(wèn)題提供早期警告。這些工具，可以從先前的設(shè)計(jì)中進(jìn)行初步學(xué)習(xí)，并隨時(shí)間增強(qiáng)檢測(cè)故障的能力。為了更多地了解這些防范錯(cuò)誤的新工具，我們與Motivo首席執(zhí)行官Bharath Rangarajan進(jìn)行了訪談。Motivo是一家高級(jí)分析公司，通過(guò)使用專(zhuān)有算法、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，來(lái)增強(qiáng)預(yù)測(cè)分析能力，從而提供更多的有洞察力的診斷，防止復(fù)雜的芯片故障產(chǎn)生。

麥肯錫：你能談?wù)勎覀兛吹降男酒a(chǎn)中的一些問(wèn)題，特別是錯(cuò)誤檢測(cè)問(wèn)題嗎？

Bharath Rangarajan：每個(gè)工廠都有數(shù)千個(gè)工藝步驟，而這些步驟又有數(shù)千個(gè)參數(shù)可以用于不同的組合。因?yàn)橛羞@么多的因素，所以才導(dǎo)致了很多芯片故障或缺陷。但是每個(gè)誤差的頻率往往非常低，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，參數(shù)很少會(huì)是一樣的。這使得，即使是最強(qiáng)的工程團(tuán)隊(duì)，也難以預(yù)測(cè)發(fā)生問(wèn)題的地點(diǎn)和時(shí)間。

由于晶圓廠傳統(tǒng)上幾乎沒(méi)有分析工具，所以他們?cè)噲D通過(guò)制作模型、運(yùn)行測(cè)試晶片和執(zhí)行基本分析來(lái)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)較多的問(wèn)題。換句話說(shuō)，他們會(huì)改變一個(gè)設(shè)計(jì)或過(guò)程，看看是否消除了一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤。在僅需要改變幾個(gè)參數(shù)的情況下，這種方法會(huì)降低一些高頻問(wèn)題，但這并不能幫助晶圓廠識(shí)別出更廣泛存在的、更難發(fā)現(xiàn)的低頻和中頻誤差。它也不能識(shí)別只能通過(guò)改變?cè)S多參數(shù)來(lái)解決的高頻誤差，而這些錯(cuò)誤，很多時(shí)候是產(chǎn)量降低的原因。

傳統(tǒng)的糾錯(cuò)方法，還存在另外一個(gè)問(wèn)題，那就是很難從過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)行學(xué)習(xí)。正如我所說(shuō)，晶圓廠已經(jīng)能夠通過(guò)調(diào)整多個(gè)參數(shù)來(lái)消除缺陷，但這僅僅有助于他們處理當(dāng)前批次的產(chǎn)品。他們的測(cè)試方法，并不能讓他們了解導(dǎo)致問(wèn)題的內(nèi)在原因。我的意思是，他們沒(méi)有顯示出改進(jìn)的確切變化，所以可能會(huì)在將來(lái)重復(fù)同樣的錯(cuò)誤。許多設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和負(fù)責(zé)流程的工程師之間存在溝通問(wèn)題，他們?cè)诿枋鰡?wèn)題、甚至共享過(guò)去故障信息的方式上并不相同。我可以理解為什么會(huì)發(fā)生這種情況 —— 很多時(shí)候，設(shè)計(jì)和流程人員甚至都不在同一個(gè)地點(diǎn)辦公。他們使用不同的語(yǔ)言，有些甚至可能不知道已經(jīng)存在一些問(wèn)題。

麥肯錫：你的工具如何工作？

Bharath Rangarajan：首先，我們分析客戶的物理設(shè)計(jì) —— 通常是圖形數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)II（graphic-database system  Ⅱ）或開(kāi)放藝術(shù)品交換系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)文件（Open Artwork System Interchange Standard File） —— 這些文件類(lèi)型，是當(dāng)前集成電路分布系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們的工具從簡(jiǎn)單的幾何圖案和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖案中，提取出所有的特征和組合。然后我們?cè)俅_定這些之間是如何相互鏈接的。

處理完這些信息后，我們可以在拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)映射中，識(shí)別出導(dǎo)致故障的單點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。例如，我們的圖例中，將顯示故障節(jié)點(diǎn)是如何連接到普通節(jié)點(diǎn)的，進(jìn)而找出問(wèn)題所在。我們的圖例還幫助客戶確定要測(cè)量和測(cè)試的特征和節(jié)點(diǎn)，這有助于優(yōu)化產(chǎn)量?，F(xiàn)在的測(cè)試都是隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析，而我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上做了優(yōu)化，有助于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和測(cè)試的效力。最終，廠商會(huì)得到很好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

一些較舊的基于物理的模型，在找到錯(cuò)誤方面仍然存在一定的作用。但還沒(méi)有任何一個(gè)老舊的模型，可以預(yù)測(cè)在先進(jìn)的制造過(guò)程產(chǎn)生的所有可能的結(jié)果。而且由于芯片復(fù)雜度的增加，它們所能做的還不夠。

麥肯錫：晶圓廠在這個(gè)領(lǐng)域可以期待什么樣的結(jié)果？

Bharath Rangarajan：通過(guò)先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析，我們有潛力大幅改變現(xiàn)有的范式?，F(xiàn)在，晶圓廠所制造的多批晶圓，經(jīng)歷了多次昂貴的迭代循環(huán)，以消除問(wèn)題。由于處理硅晶片所需的長(zhǎng)周期，該方法也是非常耗時(shí)的。如果公司在芯片設(shè)計(jì)方面更加開(kāi)放一些，那么它們可以縮短產(chǎn)量上升的爬坡期，并將大幅縮減流程問(wèn)題所需的迭代次數(shù)，將新產(chǎn)品的流程效率提高十倍。這將對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間表和硅片消耗產(chǎn)生重大影響。在測(cè)試中，兩家半導(dǎo)體公司都發(fā)現(xiàn)了故障和相關(guān)故障的模式，用時(shí)從幾個(gè)季度縮短到了幾個(gè)星期。

加強(qiáng)晶圓檢查

半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造的檢測(cè)工具越來(lái)越專(zhuān)業(yè)化，每個(gè)工具的使用場(chǎng)景都都只是工藝流程中的一小部分。 晶圓廠可能需要十幾個(gè)的大型、昂貴的機(jī)器，來(lái)完成在晶片生產(chǎn)過(guò)程中的的數(shù)百個(gè)步驟。這使得資本預(yù)算和用地條件都十分捉襟見(jiàn)肘。但最值得注意的，是工具本身的技術(shù)限制：設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸、增加工藝流程、上新設(shè)備來(lái)檢測(cè)問(wèn)題，可能都很困難。在許多步驟中，人工的檢查員必須經(jīng)常審查工具中的數(shù)據(jù)—— 這可能需要將數(shù)百或數(shù)千個(gè)晶圓運(yùn)送到檢測(cè)室和實(shí)驗(yàn)室，但這增加了損壞的風(fēng)險(xiǎn)，并且無(wú)法實(shí)時(shí)進(jìn)行過(guò)程控制和獲取產(chǎn)出數(shù)據(jù)。Nanotronics公司負(fù)責(zé)構(gòu)建包含人工智能的自動(dòng)顯微鏡。為了了解晶圓檢測(cè)的新技術(shù)，我們與Nanotronics的兩名官員進(jìn)行了交談，：首席營(yíng)收官Justin Stanwix和首席技術(shù)官Julie Orlando。

麥肯錫：請(qǐng)告訴我們，貴公司的技術(shù)如何在芯片檢測(cè)中使用呢？

Julie Orlando：我們的顯微鏡將納米級(jí)、微觀和宏觀成像與機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能相結(jié)合。他們可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)新的缺陷，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享這些信息。這使得像圖像標(biāo)記一樣的——通常必須手動(dòng)完成、容易出錯(cuò)的流程不再必要。我們的顯微鏡還有一個(gè)便利因素，那就是晶圓廠可以將它們用于晶體生長(zhǎng)、光刻、蝕刻和其他工藝，而不是像原來(lái)一樣，使用很多不同的工具來(lái)完成這些檢測(cè)。另一個(gè)變化是顯微鏡可以檢查透明、半透明和不透明的芯片，以及微處理器單元、MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）器件和封裝的晶片。

麥肯錫：你可以在一些細(xì)節(jié)上描述手工檢查的差異嗎？

Julie Orlando：我們的顯微鏡可以在幾分鐘內(nèi)分析100,000個(gè)芯片，而手動(dòng)檢查員可能需要30分鐘才能查看50個(gè)芯片。如果使用我們的顯微鏡，晶圓廠也可以檢查到更多的芯片層，而不是手動(dòng)檢查。我們與一家公司合作，之前他們?nèi)斯た梢詸z查25層，但用顯微鏡將其增加到了300層。然后，晶圓廠從人工檢測(cè)轉(zhuǎn)向顯微鏡時(shí)，處理量和產(chǎn)量也都會(huì)增加。

麥肯錫：您的軟件如何讓顯微鏡共享數(shù)據(jù)？

Justin Stanwix：我們的軟件，可以連接晶圓廠或晶圓廠網(wǎng)絡(luò)中的所有顯微鏡。因此，工程師可以開(kāi)發(fā)新的算法，來(lái)找出那些問(wèn)題的識(shí)別數(shù)據(jù)，和工具里過(guò)程參數(shù)之間的相關(guān)性。然后，他們可以通過(guò)更新軟件立即將新算法納入顯微鏡網(wǎng)絡(luò)。我們的開(kāi)放式軟件平臺(tái)和API接口使這一切成為可能，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S我們的顯微鏡連接到其他工具，包括晶圓廠可能已經(jīng)擁有的工具。

連接半導(dǎo)體和電子供應(yīng)鏈

想要提高質(zhì)量的產(chǎn)品工程師，通常會(huì)遇到一個(gè)嚴(yán)重的阻礙：難以從產(chǎn)業(yè)鏈上的其他廠商那里獲取數(shù)據(jù)。他們經(jīng)常收集存在于系統(tǒng)或應(yīng)用程序芯片中的不完整信息，但找不到解決問(wèn)題的重要部分。我們與Optimal Plus（一家專(zhuān)門(mén)從事大數(shù)據(jù)分析軟件的公司）討論了分享信息的更好策略。下面是對(duì)Optimal Plus的首席技術(shù)官M(fèi)ichael Schuldenfrei和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Yitzhak Ohayon的采訪。

麥肯錫：告訴我們一些貴公司的技術(shù)。

Michael Schuldenfrei：我們創(chuàng)建了一個(gè)跨行業(yè)的平臺(tái)，用于將原始設(shè)備制造商（OEM）與供應(yīng)鏈中的半導(dǎo)體公司相連接。它可以跟蹤單個(gè)產(chǎn)品的所有數(shù)據(jù)，包括制造的地點(diǎn)和時(shí)間、功能和電氣測(cè)試的每條信息、制造設(shè)備的數(shù)據(jù)以及使用條件 、 濕度水平或操作閾值等因素。因此，基本上，工程師可以查看全套有關(guān)產(chǎn)品及其組件的信息，從而更容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。我們的平臺(tái)還允許工程師配對(duì)和匹配來(lái)自特定制造環(huán)境的設(shè)備。這可以真正提高許多用戶端應(yīng)用可靠性的方法。

麥肯錫：你能告訴我們你的平臺(tái)如何工作嗎？

Yizhak Ohayon：第一步，我們清理和規(guī)范化數(shù)據(jù)。它必須在所有地點(diǎn)和產(chǎn)品中完整、準(zhǔn)確和一致。然后，我們將數(shù)據(jù)輸入平臺(tái)，幫助客戶克服最重要的數(shù)據(jù)斷開(kāi)之一：芯片制造商和電子OEM之間的信息交流不足。芯片制造商負(fù)責(zé)晶圓的分類(lèi)測(cè)試，電子OEM中又分為主板用戶和系統(tǒng)用戶，負(fù)責(zé)最后的測(cè)試。在通過(guò)我們的平臺(tái)比較來(lái)自這些測(cè)試的數(shù)據(jù)后，同意交換數(shù)據(jù)的電子產(chǎn)品銷(xiāo)售商和半導(dǎo)體供應(yīng)商，可以確定結(jié)果是否與特定芯片高度相關(guān) —— 結(jié)果可能是該芯片運(yùn)行良好，或者該芯片存在差異。例如，芯片制造商可以使用其電子產(chǎn)品客戶的數(shù)據(jù)，來(lái)確定哪些測(cè)試信號(hào)預(yù)測(cè)了下游存在的故障、哪些信號(hào)不影響最終產(chǎn)品。這意味著芯片制造商可以調(diào)整其篩選參數(shù)，進(jìn)而優(yōu)化產(chǎn)量。換句話說(shuō)，改進(jìn)篩選條件之后，會(huì)減少那些潛在具有問(wèn)題的設(shè)備的數(shù)量。

麥肯錫：你們的平臺(tái)有什么樣的結(jié)果？

Yayhak Ohayon：在2016年，我們分析了超過(guò)500億臺(tái)芯片。我們已經(jīng)看到測(cè)試所需時(shí)間、運(yùn)營(yíng)效率、產(chǎn)量和測(cè)試結(jié)果都有所改善。

有一次，我們與一家電子設(shè)備OEM合作，希望將一款主板級(jí)設(shè)計(jì)迅速推向市場(chǎng)。該公司遇到了很多芯片問(wèn)題，并提供給供應(yīng)商所有的相關(guān)數(shù)據(jù)，以換取有限的芯片信息。將這些測(cè)試數(shù)據(jù)與原始組件供應(yīng)商的芯片數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)后，我們找到了出問(wèn)題的地方。這些發(fā)現(xiàn)減少了客戶分析故障所花費(fèi)的時(shí)間。結(jié)果是該產(chǎn)品的產(chǎn)量有了顯著的提高，上市時(shí)間提前。

一家電子產(chǎn)品OEM報(bào)告說(shuō)，使用這一技術(shù)，它們已經(jīng)將量產(chǎn)所需的時(shí)間減少了一半。該廠家也減少了“錯(cuò)誤”芯片的數(shù)量，在重新測(cè)試中將錯(cuò)誤率降低了百分之五十。這些芯片是客戶報(bào)告存在問(wèn)題的批次，通常是與其他芯片組合使用中存在問(wèn)題。但是當(dāng)制造商自行重新測(cè)試時(shí)，這些芯片工作正常。了解產(chǎn)品故障所需的時(shí)間，從三個(gè)月下降到了一周。新技術(shù)也提高了測(cè)試效率，因?yàn)镺EM們少了很多不得不進(jìn)行大量測(cè)試的芯片。

麥肯錫：你看到使用技術(shù)或類(lèi)似技術(shù)有任何障礙嗎？

Michael Schuldenfrei：信息交流上有一些障礙。從我們技術(shù)的角度出發(fā)，我們需要半導(dǎo)體公司及其客戶將比現(xiàn)在更自由地分享信息。說(shuō)服供應(yīng)商分享信息可能很難，因?yàn)樗麄兛赡軙?huì)懷疑客戶是否會(huì)在談判中使用他們的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。希望我們的平臺(tái)，可以通過(guò)作為供應(yīng)商和客戶之間的第三方中介，來(lái)減少一些擔(dān)憂。他們不必直接交換信息，當(dāng)我們共享數(shù)據(jù)時(shí)，它們都是非常受控制的。當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，我們只會(huì)發(fā)布信息 —— 通常是質(zhì)量問(wèn)題 —— 并且將數(shù)據(jù)交換降至最低。我們還看到一些情況，電子產(chǎn)品制造商通過(guò)反向整個(gè)過(guò)程，向其供應(yīng)商提供測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)解決問(wèn)題。這是另一種可能的解決方案。

向前邁進(jìn)將需要什么

愿景是明確的：將產(chǎn)品和流程更快地轉(zhuǎn)換到晶圓廠的生產(chǎn)環(huán)境中，縮短新芯片設(shè)計(jì)的上市時(shí)間，降低由更高、更可預(yù)測(cè)的產(chǎn)量帶來(lái)的總體成本，以及通過(guò)供應(yīng)鏈的可追溯性用于預(yù)測(cè)單個(gè)芯片。想要使這些成為現(xiàn)實(shí)，將需要在我們的能力范圍之內(nèi)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。但是在我們看來(lái)，半導(dǎo)體行業(yè)至少要在四個(gè)維度上進(jìn)行實(shí)際的工作。

天賦

我們正在經(jīng)歷半導(dǎo)體行業(yè)的人才干旱。只有少數(shù)具有數(shù)據(jù)分析功能的新畢業(yè)生，將半導(dǎo)體作為為他們所選擇的領(lǐng)域。而他們之中，只有更少的人仍然相信這是一個(gè)難以置信的、會(huì)取得重大創(chuàng)新進(jìn)展的機(jī)會(huì)。放眼整個(gè)北美，只有不到1萬(wàn)名認(rèn)證的數(shù)據(jù)科學(xué)家。其中絕大多數(shù)人，只針對(duì)有限的領(lǐng)域進(jìn)行研究，其中大部分涉及改善廣告或營(yíng)銷(xiāo)內(nèi)容的個(gè)性化。這種扭曲的分布，對(duì)于希望將機(jī)器學(xué)習(xí)和高級(jí)分析應(yīng)用于其操作的半導(dǎo)體公司而言，是一個(gè)問(wèn)題。為了吸引和保留合適的人才，半導(dǎo)體公司必須創(chuàng)造出令人信服的工作環(huán)境。數(shù)據(jù)科學(xué)需要被認(rèn)可、獎(jiǎng)勵(lì)和給予與其他技術(shù)人員相同的尊重。

組織

功能和組織邊界會(huì)帶來(lái)更清晰的前景，但這也是掣肘很多公司的原因。例如，許多晶圓廠正在努力優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)，但是它們?nèi)狈φ麄€(gè)流程的制造工藝，難以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并支持更快的產(chǎn)量爬坡。他們需要通過(guò)讓設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)者組織在共同領(lǐng)導(dǎo)下更緊密地結(jié)合起來(lái)，朝著同一個(gè)目標(biāo)努力，進(jìn)而打破邊界。否則，即使是最有吸引力的高級(jí)分析方法，可能也無(wú)法提供需要的結(jié)果。

投資

工程是晶圓廠和芯片設(shè)計(jì)組織的核心，而不是數(shù)據(jù)科學(xué)。這就是為什么晶圓廠只能對(duì)高級(jí)分析進(jìn)行有限的投資，盡管有數(shù)十億美元之多。當(dāng)半導(dǎo)體公司創(chuàng)建數(shù)據(jù)分析組時(shí)，他們傾向?qū)⑵錃w入信息技術(shù)或制造技術(shù)的領(lǐng)域，很少將其視為一大功能領(lǐng)域。這需要改變。如果半導(dǎo)體公司，沒(méi)有對(duì)包括機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的應(yīng)用在內(nèi)的分析領(lǐng)域進(jìn)行大量投資，那這一產(chǎn)業(yè)就將要落后。

合作與伙伴關(guān)系

分析和機(jī)器學(xué)習(xí)供應(yīng)商，往往對(duì)進(jìn)入半導(dǎo)體市場(chǎng)很猶豫。除了擔(dān)心客戶群體正在固化，許多人認(rèn)為半導(dǎo)體公司喜歡內(nèi)部開(kāi)發(fā)解決方案。這種看法可能會(huì)持續(xù)存在，因?yàn)楹苌俚能浖蚍治龉菊谂c半導(dǎo)體廠商合作，特別是在設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)方面。未來(lái)，半導(dǎo)體廠商必須與技術(shù)研究公司建立積極的伙伴關(guān)系，以提出新的想法、應(yīng)用和思維方式。過(guò)去，半導(dǎo)體行業(yè)通過(guò)合作伙伴關(guān)系加強(qiáng)了制造和加工技術(shù)，如與國(guó)際研究中心SEMATECH和IMEC的合作伙伴關(guān)系?，F(xiàn)在是我們?yōu)楦呒?jí)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能做同樣事情的時(shí)候了。

半導(dǎo)體行業(yè)提供了創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)高級(jí)分析的獨(dú)特機(jī)會(huì)，因?yàn)闆](méi)有其他產(chǎn)業(yè)能夠創(chuàng)造出如此多的、可以為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)改進(jìn)的過(guò)程數(shù)據(jù)。許多新公司，包括本文中討論的新公司，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一個(gè)機(jī)會(huì)，并將真正的數(shù)據(jù)科學(xué)帶入半導(dǎo)體領(lǐng)域。使用這些工具，加上在領(lǐng)導(dǎo)層面對(duì)數(shù)據(jù)分析的重視增加，可能會(huì)使半導(dǎo)體公司成為數(shù)據(jù)分析行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。

翻譯來(lái)自：蟲(chóng)洞翻翻  譯者ID： Salvabivc   編輯：郝鵬程

編者按：晶圓廠商們希望簡(jiǎn)化半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造的流程，但創(chuàng)新的分析工具會(huì)提供他們需要的解決方案嗎？由麥肯錫帶來(lái)的這篇商業(yè)分析，可能會(huì)帶給我們答案。在本文中，麥肯錫采訪了高級(jí)分析公司Motivo的首席執(zhí)行官Bharath Rangarajan，為我們帶來(lái)了一些深刻的見(jiàn)解。

高級(jí)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的應(yīng)用，正在使傳統(tǒng)的制造和運(yùn)營(yíng)方法遭受沖擊。雖然半導(dǎo)體制造公司在應(yīng)用這些技術(shù)方面有些限制，但可能很快就會(huì)有所改變——并且它們也有很好的理由去改變?，F(xiàn)在，要想將一款新的集成電路推向市場(chǎng)，所需要的時(shí)間在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都在逐漸上升。新的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，是造成這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)原因。但是，更復(fù)雜的檢查、測(cè)試和驗(yàn)證程序，也是產(chǎn)生延誤的原因。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)狀表明，晶圓廠需要多個(gè)領(lǐng)域的共同協(xié)助。在過(guò)去幾年的設(shè)計(jì)過(guò)程中，測(cè)試和驗(yàn)證時(shí)間增加了50％。新產(chǎn)品引進(jìn)和升級(jí)，現(xiàn)在通常需要12到18個(gè)月的調(diào)試和調(diào)整。類(lèi)似地，組裝和測(cè)試過(guò)程中30％的資本支出，都是不給產(chǎn)品增加任何價(jià)值的測(cè)試。芯片進(jìn)入市場(chǎng)后，問(wèn)題也不會(huì)停止：客戶可能會(huì)遇到意想不到的性能問(wèn)題，并要求半導(dǎo)體公司幫助解決這些問(wèn)題 ——這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)閺S商們沒(méi)有辦法追蹤芯片從生產(chǎn)到使用的所有過(guò)程。 此外，許多晶圓廠沒(méi)有有效地記錄生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，也沒(méi)有采取措施來(lái)嘗試解決這些問(wèn)題。

在許多情況下，出現(xiàn)問(wèn)題的原因，是因?yàn)楸M管有一定程度的自動(dòng)化，重要任務(wù)仍然需要頻繁的手動(dòng)操作干預(yù)。為了改進(jìn)這一流程，許多技術(shù)公司正在創(chuàng)建分析工具。這些工具，可以幫助晶圓廠用基于事實(shí)的知識(shí)、模式識(shí)別和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，來(lái)代替猜測(cè)和人類(lèi)的直覺(jué)。除了減少錯(cuò)誤、精簡(jiǎn)生產(chǎn)和降低成本之外，這些工具甚至可以幫助晶圓廠發(fā)現(xiàn)新的業(yè)務(wù)模型，并獲取額外的價(jià)值。

盡管這些分析工具才剛剛開(kāi)始獲得晶圓廠的關(guān)注，但半導(dǎo)體制造商已經(jīng)有很多選項(xiàng)可供選擇。因?yàn)?，許多技術(shù)人員最近已經(jīng)開(kāi)發(fā)出專(zhuān)門(mén)的解決方案，來(lái)簡(jiǎn)化芯片制造過(guò)程。我們從大量創(chuàng)新者中選出了三家公司，作為新生攪局者的代表性例子。我們?cè)L問(wèn)了他們的業(yè)務(wù)部門(mén)和技術(shù)部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)，以進(jìn)一步了解其能力。我們的目標(biāo)不是選擇性地認(rèn)可某一家公司，而是為可能不熟悉新產(chǎn)品的半導(dǎo)體公司，提供不同的新興解決方案。

主動(dòng)防止錯(cuò)誤，進(jìn)而優(yōu)化產(chǎn)量

高級(jí)數(shù)據(jù)分析，可以在虛擬或數(shù)字設(shè)計(jì)文件中，測(cè)試和標(biāo)記出可能的故障點(diǎn)，為晶圓廠提供了極大的方便。不需要測(cè)試成品，半導(dǎo)體公司就可以提前糾正物理設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，提高產(chǎn)量和可靠性。 晶圓廠商還可以使用相同的技術(shù)，來(lái)生成和運(yùn)行虛擬芯片進(jìn)行測(cè)試 ，從而允許他們識(shí)別和消除邊際效應(yīng)的同時(shí)，進(jìn)行流程優(yōu)化。最后，高級(jí)數(shù)據(jù)分析可以讓晶圓廠將來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)大量輸入，與廣泛的流程級(jí)信息相結(jié)合，創(chuàng)建豐富的多變量數(shù)據(jù)集。然后，它們可以快速診斷芯片或設(shè)備故障的可能來(lái)源，從而為潛在的問(wèn)題提供早期警告。這些工具，可以從先前的設(shè)計(jì)中進(jìn)行初步學(xué)習(xí)，并隨時(shí)間增強(qiáng)檢測(cè)故障的能力。為了更多地了解這些防范錯(cuò)誤的新工具，我們與Motivo首席執(zhí)行官Bharath Rangarajan進(jìn)行了訪談。Motivo是一家高級(jí)分析公司，通過(guò)使用專(zhuān)有算法、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能，來(lái)增強(qiáng)預(yù)測(cè)分析能力，從而提供更多的有洞察力的診斷，防止復(fù)雜的芯片故障產(chǎn)生。

麥肯錫：你能談?wù)勎覀兛吹降男酒a(chǎn)中的一些問(wèn)題，特別是錯(cuò)誤檢測(cè)問(wèn)題嗎？

Bharath Rangarajan：每個(gè)工廠都有數(shù)千個(gè)工藝步驟，而這些步驟又有數(shù)千個(gè)參數(shù)可以用于不同的組合。因?yàn)橛羞@么多的因素，所以才導(dǎo)致了很多芯片故障或缺陷。但是每個(gè)誤差的頻率往往非常低，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，參數(shù)很少會(huì)是一樣的。這使得，即使是最強(qiáng)的工程團(tuán)隊(duì)，也難以預(yù)測(cè)發(fā)生問(wèn)題的地點(diǎn)和時(shí)間。

由于晶圓廠傳統(tǒng)上幾乎沒(méi)有分析工具，所以他們?cè)噲D通過(guò)制作模型、運(yùn)行測(cè)試晶片和執(zhí)行基本分析來(lái)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)較多的問(wèn)題。換句話說(shuō)，他們會(huì)改變一個(gè)設(shè)計(jì)或過(guò)程，看看是否消除了一個(gè)常見(jiàn)的錯(cuò)誤。在僅需要改變幾個(gè)參數(shù)的情況下，這種方法會(huì)降低一些高頻問(wèn)題，但這并不能幫助晶圓廠識(shí)別出更廣泛存在的、更難發(fā)現(xiàn)的低頻和中頻誤差。它也不能識(shí)別只能通過(guò)改變?cè)S多參數(shù)來(lái)解決的高頻誤差，而這些錯(cuò)誤，很多時(shí)候是產(chǎn)量降低的原因。

傳統(tǒng)的糾錯(cuò)方法，還存在另外一個(gè)問(wèn)題，那就是很難從過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)中進(jìn)行學(xué)習(xí)。正如我所說(shuō)，晶圓廠已經(jīng)能夠通過(guò)調(diào)整多個(gè)參數(shù)來(lái)消除缺陷，但這僅僅有助于他們處理當(dāng)前批次的產(chǎn)品。他們的測(cè)試方法，并不能讓他們了解導(dǎo)致問(wèn)題的內(nèi)在原因。我的意思是，他們沒(méi)有顯示出改進(jìn)的確切變化，所以可能會(huì)在將來(lái)重復(fù)同樣的錯(cuò)誤。許多設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和負(fù)責(zé)流程的工程師之間存在溝通問(wèn)題，他們?cè)诿枋鰡?wèn)題、甚至共享過(guò)去故障信息的方式上并不相同。我可以理解為什么會(huì)發(fā)生這種情況 —— 很多時(shí)候，設(shè)計(jì)和流程人員甚至都不在同一個(gè)地點(diǎn)辦公。他們使用不同的語(yǔ)言，有些甚至可能不知道已經(jīng)存在一些問(wèn)題。

麥肯錫：你的工具如何工作？

Bharath Rangarajan：首先，我們分析客戶的物理設(shè)計(jì) —— 通常是圖形數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)II（graphic-database system Ⅱ）或開(kāi)放藝術(shù)品交換系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)文件（Open Artwork System Interchange Standard File） —— 這些文件類(lèi)型，是當(dāng)前集成電路分布系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我們的工具從簡(jiǎn)單的幾何圖案和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)圖案中，提取出所有的特征和組合。然后我們?cè)俅_定這些之間是如何相互鏈接的。

處理完這些信息后，我們可以在拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)映射中，識(shí)別出導(dǎo)致故障的單點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)。例如，我們的圖例中，將顯示故障節(jié)點(diǎn)是如何連接到普通節(jié)點(diǎn)的，進(jìn)而找出問(wèn)題所在。我們的圖例還幫助客戶確定要測(cè)量和測(cè)試的特征和節(jié)點(diǎn)，這有助于優(yōu)化產(chǎn)量?，F(xiàn)在的測(cè)試都是隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分析，而我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上做了優(yōu)化，有助于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和測(cè)試的效力。最終，廠商會(huì)得到很好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

一些較舊的基于物理的模型，在找到錯(cuò)誤方面仍然存在一定的作用。但還沒(méi)有任何一個(gè)老舊的模型，可以預(yù)測(cè)在先進(jìn)的制造過(guò)程產(chǎn)生的所有可能的結(jié)果。而且由于芯片復(fù)雜度的增加，它們所能做的還不夠。

麥肯錫：晶圓廠在這個(gè)領(lǐng)域可以期待什么樣的結(jié)果？

Bharath Rangarajan：通過(guò)先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析，我們有潛力大幅改變現(xiàn)有的范式?，F(xiàn)在，晶圓廠所制造的多批晶圓，經(jīng)歷了多次昂貴的迭代循環(huán)，以消除問(wèn)題。由于處理硅晶片所需的長(zhǎng)周期，該方法也是非常耗時(shí)的。如果公司在芯片設(shè)計(jì)方面更加開(kāi)放一些，那么它們可以縮短產(chǎn)量上升的爬坡期，并將大幅縮減流程問(wèn)題所需的迭代次數(shù)，將新產(chǎn)品的流程效率提高十倍。這將對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間表和硅片消耗產(chǎn)生重大影響。在測(cè)試中，兩家半導(dǎo)體公司都發(fā)現(xiàn)了故障和相關(guān)故障的模式，用時(shí)從幾個(gè)季度縮短到了幾個(gè)星期。

加強(qiáng)晶圓檢查

半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造的檢測(cè)工具越來(lái)越專(zhuān)業(yè)化，每個(gè)工具的使用場(chǎng)景都都只是工藝流程中的一小部分。 晶圓廠可能需要十幾個(gè)的大型、昂貴的機(jī)器，來(lái)完成在晶片生產(chǎn)過(guò)程中的的數(shù)百個(gè)步驟。這使得資本預(yù)算和用地條件都十分捉襟見(jiàn)肘。但最值得注意的，是工具本身的技術(shù)限制：設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸、增加工藝流程、上新設(shè)備來(lái)檢測(cè)問(wèn)題，可能都很困難。在許多步驟中，人工的檢查員必須經(jīng)常審查工具中的數(shù)據(jù)—— 這可能需要將數(shù)百或數(shù)千個(gè)晶圓運(yùn)送到檢測(cè)室和實(shí)驗(yàn)室，但這增加了損壞的風(fēng)險(xiǎn)，并且無(wú)法實(shí)時(shí)進(jìn)行過(guò)程控制和獲取產(chǎn)出數(shù)據(jù)。Nanotronics公司負(fù)責(zé)構(gòu)建包含人工智能的自動(dòng)顯微鏡。為了了解晶圓檢測(cè)的新技術(shù)，我們與Nanotronics的兩名官員進(jìn)行了交談，：首席營(yíng)收官Justin Stanwix和首席技術(shù)官Julie Orlando。

麥肯錫：請(qǐng)告訴我們，貴公司的技術(shù)如何在芯片檢測(cè)中使用呢？

Julie Orlando：我們的顯微鏡將納米級(jí)、微觀和宏觀成像與機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能相結(jié)合。他們可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)新的缺陷，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享這些信息。這使得像圖像標(biāo)記一樣的——通常必須手動(dòng)完成、容易出錯(cuò)的流程不再必要。我們的顯微鏡還有一個(gè)便利因素，那就是晶圓廠可以將它們用于晶體生長(zhǎng)、光刻、蝕刻和其他工藝，而不是像原來(lái)一樣，使用很多不同的工具來(lái)完成這些檢測(cè)。另一個(gè)變化是顯微鏡可以檢查透明、半透明和不透明的芯片，以及微處理器單元、MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）器件和封裝的晶片。

麥肯錫：你可以在一些細(xì)節(jié)上描述手工檢查的差異嗎？

Julie Orlando：我們的顯微鏡可以在幾分鐘內(nèi)分析100,000個(gè)芯片，而手動(dòng)檢查員可能需要30分鐘才能查看50個(gè)芯片。如果使用我們的顯微鏡，晶圓廠也可以檢查到更多的芯片層，而不是手動(dòng)檢查。我們與一家公司合作，之前他們?nèi)斯た梢詸z查25層，但用顯微鏡將其增加到了300層。然后，晶圓廠從人工檢測(cè)轉(zhuǎn)向顯微鏡時(shí)，處理量和產(chǎn)量也都會(huì)增加。

麥肯錫：您的軟件如何讓顯微鏡共享數(shù)據(jù)？

Justin Stanwix：我們的軟件，可以連接晶圓廠或晶圓廠網(wǎng)絡(luò)中的所有顯微鏡。因此，工程師可以開(kāi)發(fā)新的算法，來(lái)找出那些問(wèn)題的識(shí)別數(shù)據(jù)，和工具里過(guò)程參數(shù)之間的相關(guān)性。然后，他們可以通過(guò)更新軟件立即將新算法納入顯微鏡網(wǎng)絡(luò)。我們的開(kāi)放式軟件平臺(tái)和API接口使這一切成為可能，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S我們的顯微鏡連接到其他工具，包括晶圓廠可能已經(jīng)擁有的工具。

連接半導(dǎo)體和電子供應(yīng)鏈

想要提高質(zhì)量的產(chǎn)品工程師，通常會(huì)遇到一個(gè)嚴(yán)重的阻礙：難以從產(chǎn)業(yè)鏈上的其他廠商那里獲取數(shù)據(jù)。他們經(jīng)常收集存在于系統(tǒng)或應(yīng)用程序芯片中的不完整信息，但找不到解決問(wèn)題的重要部分。我們與Optimal Plus（一家專(zhuān)門(mén)從事大數(shù)據(jù)分析軟件的公司）討論了分享信息的更好策略。下面是對(duì)Optimal Plus的首席技術(shù)官M(fèi)ichael Schuldenfrei和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Yitzhak Ohayon的采訪。

麥肯錫：告訴我們一些貴公司的技術(shù)。

Michael Schuldenfrei：我們創(chuàng)建了一個(gè)跨行業(yè)的平臺(tái)，用于將原始設(shè)備制造商（OEM）與供應(yīng)鏈中的半導(dǎo)體公司相連接。它可以跟蹤單個(gè)產(chǎn)品的所有數(shù)據(jù)，包括制造的地點(diǎn)和時(shí)間、功能和電氣測(cè)試的每條信息、制造設(shè)備的數(shù)據(jù)以及使用條件 、 濕度水平或操作閾值等因素。因此，基本上，工程師可以查看全套有關(guān)產(chǎn)品及其組件的信息，從而更容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。我們的平臺(tái)還允許工程師配對(duì)和匹配來(lái)自特定制造環(huán)境的設(shè)備。這可以真正提高許多用戶端應(yīng)用可靠性的方法。

麥肯錫：你能告訴我們你的平臺(tái)如何工作嗎？

Yizhak Ohayon：第一步，我們清理和規(guī)范化數(shù)據(jù)。它必須在所有地點(diǎn)和產(chǎn)品中完整、準(zhǔn)確和一致。然后，我們將數(shù)據(jù)輸入平臺(tái)，幫助客戶克服最重要的數(shù)據(jù)斷開(kāi)之一：芯片制造商和電子OEM之間的信息交流不足。芯片制造商負(fù)責(zé)晶圓的分類(lèi)測(cè)試，電子OEM中又分為主板用戶和系統(tǒng)用戶，負(fù)責(zé)最后的測(cè)試。在通過(guò)我們的平臺(tái)比較來(lái)自這些測(cè)試的數(shù)據(jù)后，同意交換數(shù)據(jù)的電子產(chǎn)品銷(xiāo)售商和半導(dǎo)體供應(yīng)商，可以確定結(jié)果是否與特定芯片高度相關(guān) —— 結(jié)果可能是該芯片運(yùn)行良好，或者該芯片存在差異。例如，芯片制造商可以使用其電子產(chǎn)品客戶的數(shù)據(jù)，來(lái)確定哪些測(cè)試信號(hào)預(yù)測(cè)了下游存在的故障、哪些信號(hào)不影響最終產(chǎn)品。這意味著芯片制造商可以調(diào)整其篩選參數(shù)，進(jìn)而優(yōu)化產(chǎn)量。換句話說(shuō)，改進(jìn)篩選條件之后，會(huì)減少那些潛在具有問(wèn)題的設(shè)備的數(shù)量。

麥肯錫：你們的平臺(tái)有什么樣的結(jié)果？

Yayhak Ohayon：在2016年，我們分析了超過(guò)500億臺(tái)芯片。我們已經(jīng)看到測(cè)試所需時(shí)間、運(yùn)營(yíng)效率、產(chǎn)量和測(cè)試結(jié)果都有所改善。

有一次，我們與一家電子設(shè)備OEM合作，希望將一款主板級(jí)設(shè)計(jì)迅速推向市場(chǎng)。該公司遇到了很多芯片問(wèn)題，并提供給供應(yīng)商所有的相關(guān)數(shù)據(jù)，以換取有限的芯片信息。將這些測(cè)試數(shù)據(jù)與原始組件供應(yīng)商的芯片數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)后，我們找到了出問(wèn)題的地方。這些發(fā)現(xiàn)減少了客戶分析故障所花費(fèi)的時(shí)間。結(jié)果是該產(chǎn)品的產(chǎn)量有了顯著的提高，上市時(shí)間提前。

一家電子產(chǎn)品OEM報(bào)告說(shuō)，使用這一技術(shù)，它們已經(jīng)將量產(chǎn)所需的時(shí)間減少了一半。該廠家也減少了“錯(cuò)誤”芯片的數(shù)量，在重新測(cè)試中將錯(cuò)誤率降低了百分之五十。這些芯片是客戶報(bào)告存在問(wèn)題的批次，通常是與其他芯片組合使用中存在問(wèn)題。但是當(dāng)制造商自行重新測(cè)試時(shí)，這些芯片工作正常。了解產(chǎn)品故障所需的時(shí)間，從三個(gè)月下降到了一周。新技術(shù)也提高了測(cè)試效率，因?yàn)镺EM們少了很多不得不進(jìn)行大量測(cè)試的芯片。

麥肯錫：你看到使用技術(shù)或類(lèi)似技術(shù)有任何障礙嗎？

Michael Schuldenfrei：信息交流上有一些障礙。從我們技術(shù)的角度出發(fā)，我們需要半導(dǎo)體公司及其客戶將比現(xiàn)在更自由地分享信息。說(shuō)服供應(yīng)商分享信息可能很難，因?yàn)樗麄兛赡軙?huì)懷疑客戶是否會(huì)在談判中使用他們的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。希望我們的平臺(tái)，可以通過(guò)作為供應(yīng)商和客戶之間的第三方中介，來(lái)減少一些擔(dān)憂。他們不必直接交換信息，當(dāng)我們共享數(shù)據(jù)時(shí)，它們都是非常受控制的。當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，我們只會(huì)發(fā)布信息 —— 通常是質(zhì)量問(wèn)題 —— 并且將數(shù)據(jù)交換降至最低。我們還看到一些情況，電子產(chǎn)品制造商通過(guò)反向整個(gè)過(guò)程，向其供應(yīng)商提供測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)解決問(wèn)題。這是另一種可能的解決方案。

向前邁進(jìn)將需要什么

愿景是明確的：將產(chǎn)品和流程更快地轉(zhuǎn)換到晶圓廠的生產(chǎn)環(huán)境中，縮短新芯片設(shè)計(jì)的上市時(shí)間，降低由更高、更可預(yù)測(cè)的產(chǎn)量帶來(lái)的總體成本，以及通過(guò)供應(yīng)鏈的可追溯性用于預(yù)測(cè)單個(gè)芯片。想要使這些成為現(xiàn)實(shí)，將需要在我們的能力范圍之內(nèi)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。但是在我們看來(lái)，半導(dǎo)體行業(yè)至少要在四個(gè)維度上進(jìn)行實(shí)際的工作。

天賦

我們正在經(jīng)歷半導(dǎo)體行業(yè)的人才干旱。只有少數(shù)具有數(shù)據(jù)分析功能的新畢業(yè)生，將半導(dǎo)體作為為他們所選擇的領(lǐng)域。而他們之中，只有更少的人仍然相信這是一個(gè)難以置信的、會(huì)取得重大創(chuàng)新進(jìn)展的機(jī)會(huì)。放眼整個(gè)北美，只有不到1萬(wàn)名認(rèn)證的數(shù)據(jù)科學(xué)家。其中絕大多數(shù)人，只針對(duì)有限的領(lǐng)域進(jìn)行研究，其中大部分涉及改善廣告或營(yíng)銷(xiāo)內(nèi)容的個(gè)性化。這種扭曲的分布，對(duì)于希望將機(jī)器學(xué)習(xí)和高級(jí)分析應(yīng)用于其操作的半導(dǎo)體公司而言，是一個(gè)問(wèn)題。為了吸引和保留合適的人才，半導(dǎo)體公司必須創(chuàng)造出令人信服的工作環(huán)境。數(shù)據(jù)科學(xué)需要被認(rèn)可、獎(jiǎng)勵(lì)和給予與其他技術(shù)人員相同的尊重。

組織

功能和組織邊界會(huì)帶來(lái)更清晰的前景，但這也是掣肘很多公司的原因。例如，許多晶圓廠正在努力優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)，但是它們?nèi)狈φ麄€(gè)流程的制造工藝，難以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并支持更快的產(chǎn)量爬坡。他們需要通過(guò)讓設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)者組織在共同領(lǐng)導(dǎo)下更緊密地結(jié)合起來(lái)，朝著同一個(gè)目標(biāo)努力，進(jìn)而打破邊界。否則，即使是最有吸引力的高級(jí)分析方法，可能也無(wú)法提供需要的結(jié)果。

投資

工程是晶圓廠和芯片設(shè)計(jì)組織的核心，而不是數(shù)據(jù)科學(xué)。這就是為什么晶圓廠只能對(duì)高級(jí)分析進(jìn)行有限的投資，盡管有數(shù)十億美元之多。當(dāng)半導(dǎo)體公司創(chuàng)建數(shù)據(jù)分析組時(shí)，他們傾向?qū)⑵錃w入信息技術(shù)或制造技術(shù)的領(lǐng)域，很少將其視為一大功能領(lǐng)域。這需要改變。如果半導(dǎo)體公司，沒(méi)有對(duì)包括機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的應(yīng)用在內(nèi)的分析領(lǐng)域進(jìn)行大量投資，那這一產(chǎn)業(yè)就將要落后。

合作與伙伴關(guān)系

分析和機(jī)器學(xué)習(xí)供應(yīng)商，往往對(duì)進(jìn)入半導(dǎo)體市場(chǎng)很猶豫。除了擔(dān)心客戶群體正在固化，許多人認(rèn)為半導(dǎo)體公司喜歡內(nèi)部開(kāi)發(fā)解決方案。這種看法可能會(huì)持續(xù)存在，因?yàn)楹苌俚能浖蚍治龉菊谂c半導(dǎo)體廠商合作，特別是在設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)方面。未來(lái)，半導(dǎo)體廠商必須與技術(shù)研究公司建立積極的伙伴關(guān)系，以提出新的想法、應(yīng)用和思維方式。過(guò)去，半導(dǎo)體行業(yè)通過(guò)合作伙伴關(guān)系加強(qiáng)了制造和加工技術(shù)，如與國(guó)際研究中心SEMATECH和IMEC的合作伙伴關(guān)系?，F(xiàn)在是我們?yōu)楦呒?jí)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能做同樣事情的時(shí)候了。

半導(dǎo)體行業(yè)提供了創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)高級(jí)分析的獨(dú)特機(jī)會(huì)，因?yàn)闆](méi)有其他產(chǎn)業(yè)能夠創(chuàng)造出如此多的、可以為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)改進(jìn)的過(guò)程數(shù)據(jù)。許多新公司，包括本文中討論的新公司，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一個(gè)機(jī)會(huì)，并將真正的數(shù)據(jù)科學(xué)帶入半導(dǎo)體領(lǐng)域。使用這些工具，加上在領(lǐng)導(dǎo)層面對(duì)數(shù)據(jù)分析的重視增加，可能會(huì)使半導(dǎo)體公司成為數(shù)據(jù)分析行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。

翻譯來(lái)自：蟲(chóng)洞翻翻譯者ID： Salvabivc 編輯：郝鵬程