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jClick！彻底改变半导体大批量制造中的数据分析和交付

凯文·列侬（Kevin Lennon），英特尔爱尔兰公司

英特尔爱尔兰公司 Adrian Porter

内容

JCat! – JClick! 分析工具 8

IMEC 2010：英特尔制造卓越会议。10

抽象的

英特尔公司是全球最大的半导体制造商之一，其处理器广泛应用于互联世界的各个角落，从高性能多核服务器到超低功耗物联网设备。在制造这些世界级产品的过程中，硅片的制造会产生数TB的数据，这些数据可以、也必须被利用来最大化价值。

2009年，作者们在英特尔爱尔兰Fab 24工厂创建了一套自动化数据交付系统，由此掀起了数据分析革命。该系统已帮助一千多名工程师节省了数十万小时的工程时间。它能够自动执行日常任务，从而提供即时解决方案，并检测到了此前无法检测到的缺陷信号。该系统名为JClick!，而JMP正是其核心。最初只是某个工艺工程部门的精益项目，如今已扩展到7个高产量制造工厂，每天有数千名员工在使用。通过关注工程师的个性化需求并寻求大量细微的改进，JClick!成功地实现了分析的个性化。JClick!是一个关于技术创新和创新营销的非凡故事，值得每个人都去聆听。

简历

Adrian Porter 是英特尔 Fab24 工厂的高级技术专家。他的核心职责是光刻工艺专家，同时也专注于高级问题解决和工厂绩效数据可视化。他在英特尔拥有 22 年的丰富经验，曾在爱尔兰和英特尔的全球网络工作过。

Kevin Lennon 是英特尔资深产品开发工程师。他是精益分析应用领域公认的行业专家，近期担任爱尔兰首个数据科学本科学位认证委员会成员。

英特尔简介

英特尔公司（也称为英特尔，风格化为英特尔）是一家美国跨国公司和科技公司总部位于圣克拉拉，加利福尼亚州（俗称“硅谷”）由戈登·摩尔（的摩尔定律名声）和罗伯特·诺伊斯。这是全球规模最大、市值最高的半导体芯片制造商的收入，并且是 x86 系列微处理器：大多数个人电脑 (PC) 中都使用的处理器。英特尔为计算机系统制造商例如苹果公司，联想（原IBM），惠普公司和的 . 英特尔还生产母板芯片组，网络接口控制器和集成电路，闪存，图形芯片，嵌入式处理器以及其他与通信和计算相关的设备。 [1]

英特尔爱尔兰

英特尔爱尔兰公司位于基尔代尔郡的莱克斯利普园区于 1989 年开始运营。自那时起，英特尔已投资超过 125 亿美元，将这个占地 360 英亩的前种马场改造成欧洲技术最先进的制造基地之一。

莱克斯利普校区拥有一家半导体晶圆制造厂，生产最新一代硅微处理器，这些微处理器是各种平台和技术进步的核心，对于我们今天的学习、生活和工作方式至关重要。

英特尔于1989年首次进军爱尔兰，在莱克斯利普的柯林斯敦工业园区建立了后来成为欧洲领先半导体制造基地之一的工厂。如今，超过4500名员工在该园区工作。2014年3月，英特尔公布了一项名为“ 耗资50亿美元的校园升级英特尔在莱克斯利普园区的投资是爱尔兰历史上最大的私人投资，将用于建设在300毫米晶圆上生产最新一代英特尔制程技术的工厂。英特尔对莱克斯利普园区的最新投资使过去25年来在爱尔兰的累计投资额达到125亿美元。 [2]

第一部分：构思与开始

2008年初，英特尔爱尔兰公司开始采用精益方法。他们开展了一系列关于消除浪费和标准化的教育研讨会，并将这种新思维应用于所有工作领域。正是在那时，作者们确定了一个发展方向，即提高数据提取和分析能力。

典型的半导体工厂每生产一块晶圆都会产生数 GB 的数据。数百个工艺步骤需要进行多次测量。工厂生产的每个批次都要进行电气测量、薄膜厚度、硬度、关键尺寸以及数千次生产线末端测试。更不用说收集的海量缺陷和批次移动数据（例如工具室、工艺时间等）。所有这些数据对于确保工艺稳定、识别工艺问题以及及时向客户交付产品都至关重要。

在应用 Fab 24 管理层提供的精益工具箱时，作者发现工程师们正在使用多种提取工具、多种分析工具，并且有多种使用方法。他们还发现，工程师们花在准备数据上的时间远远多于做决策的时间……高达 90% 的时间都花在提取和准备数据上。这被证明是每个公司都存在的普遍事实。工程师们展示工作的方式即使存在一些简单的差异，也会减慢决策的速度。例如，在一周初值班的工程师可能使用按周缩放的 X 轴，而周末值班的工程师可能使用按天缩放的 X 轴。这些细微的差异只会减慢我们做决策的速度。再加上每个分析都是手动完成的，而将分析结果发送给需要它的人员的最常见方式是通过电子邮件发送，这意味着流程中充满了浪费。

作者希望改变数据分析的范式，并着眼于标准化和提升Fab24数据提取和分析的效率。这一范式旨在让他们能够随时获取所需数据，并随时准备进行分析。然而，在实现这一目标之前，标准化的第一步是选择合适的工具。他们很快选定了一个可以自动提取数据的专有提取工具，但分析工具需要更多考量。在最终选择JMP之前，他们考察了多个方案。下表列出了这些工具及其考虑因素。

分析工具注意事项

工具	注意事项
SAS	满足所有分析需求。能够处理大型数据集。需要学习如何在其中编写代码。门槛较高。
跳转	易于使用。提供所有分析需求。交互性极佳。已成为所有工程师的标准工具。易于提取代码进行分析。
Excel	分析能力有限。相对容易实现自动化。需要大量用户支持。
PERL	拥有大量在线用户支持。提供大部分分析，但难以找到。如果您还不是程序员，入门门槛很高。

JClick! 方法

JClick! 成功的两个最重要的因素是简单的系统和该系统的营销。

JClick! 方法无一例外地采用了以下流程。这是将数小时的分析时间缩短到数秒的关键，虽然简单，但却是本文最重要的经验。

安排 SQL 查询以所需的频率运行。
将该查询的输出以 csv 格式发送到任何需要它的人都可以访问的共享位置。
创建一个 JSL 脚本，调用该 csv 文件并执行分析。创建这些脚本的关键在于让 JMP 为您完成绝大部分脚本编写工作。
将 JSL 脚本保存在同一共享位置。在日志的按钮中嵌入一个调用此 JSL 脚本的脚本（使用 Include）。
分发期刊

在步骤 5 中，此日志将成为您团队的分析中心。每当任何工程师需要进行分析时，只需打开日志，即可获取最新的数据和分析结果……只需点击一下按钮即可。您也可以选择将此日志存储在共享位置，并在其中创建一个菜单项来打开它。

技术增长

方法确立后，作者们开始深入研究 JMP、JSL、SQL 和通用自动化方法。在接下来的几年里，他们将与 JClick! 团队的其他成员一起精进他们的技术。

简单的 JClick！

起初，他们只是简单地编写了手动生成的图表，例如使用可变性图来识别工艺工具不匹配，见图 1 和图 2。

图 1：工具比较变异性图

图 2：带有趋势的变异性图

代码的起源

他们很快意识到，提升 JSL 知识水平可以实现一些以往需要大量手动操作才能完成的分析。最简单的例子就是图 3 所示的 24 小时参考线。JMP 生成的代码中添加了这个简单的功能，意味着您可以随时查看过去 24 小时内的新数据，并且每次执行脚本时参考线都会更新。

图3：24小时参考线

数据整合

JClick! 最早的用途之一是为访问数据的工程师整合和个性化数据。Kevin 和 Adrian 使用 JMP/JSL 收集工作所需的数据，并将其整合到日志中。这意味着他们无需再使用多个不同的自动化系统，只需将数据整合到一个地方即可。不久之后，JClick! 的这一简单易用就成为了作者所在团队的必备工具。参见图 4

图 4 数据整合

学习

作者拥有许多可用的工具，并利用 SAS 提供的许多学习机会来提升他们的能力，下面列出了一些示例

JSL 脚本指南提供了有关如何构建 JSL 的详细参考。
2009 年在马洛举行的一次免费研讨会深入介绍了分区平台和行过滤器。
同一场马洛研讨会还向作者介绍了史蒂芬·菲尤 (Stephen Few) 以及有效可视化的好处。
像这样的探索会议提供了有关使用 JMP 进行实验设计甚至使用神经网络进行缺陷检测的信息。
探索会议的主题演讲开阔了作者的视野，使其了解如何解决问题。演讲嘉宾包括乔纳·莱勒 (Jonah Lehrer)、凯泽·冯 (Kaizer Fung) 和迪克·德沃 (Dick De Veaux)。
网络广播也提供了宝贵的学习工具。Xan Gregg 的精彩节目“Graph Builder”是爱尔兰观看次数最多的网络广播之一。
但最重要的是，最宝贵的经验来自与不断壮大的 JClick! 团队的合作。分享和良性竞争使得改进的速度远超单打独斗。

JCat! – JClick! 分析工具

作者旅程的下一个突破发生在他们开始探索显示框、数据过滤器和按钮的奇妙世界时。这为分析能力的提升迈出了一大步。事实上，这个工具提供了响应约翰·萨尔在“发现2010”号召“勇敢行动，现场行动”的方法。通过将图表、数据过滤器和嵌入按钮中的多个分析脚本组合在一起，工程师能够快速做出决策，速度之快以至于他们通常在会议结束前就完成了分析。“我会在下次会议前完成”的说辞已经成为过去。JCat! 的修订版如图5所示。

图 5：JCat

本地增长

通过整合数据、创建创新应用程序以及为 JClick! 应用程序构建中央存储库，作者们现在拥有了一款可以与其他工程师共享的实体产品。他们从本地团队入手，开始设计能够提升效率的应用程序。事实上，首批被广泛采用的应用程序之一，每天为某个部门的 60 名工程师节省了大约 30 分钟。JClick! 仪表板（带有脚本按钮的 JMP 日志）很快成为管理该部门的必备工具。JClick! 的建立是为了以比以往任何时候都更易于访问和定制的方式，向工程师提供工具状态、产品移动、缺陷率、良率表现等信息。

在掌握开发 JClick! 所需技能的同时，作者们也简化了原本看似复杂的流程。简单到他们相信任何人都可以学习并创建自己的 JClick!。正是这份决心推动了 JClick! 的发展，使其从两名工程师发展到两千多名工程师。

与许多大型公司一样，英特尔工厂也提供许多内部数据传输系统，以满足不同客户的需求。然而，他们很少能够为所有客户提供100%的解决方案。JClick! 凭借其高度个性化的交付方式，弥补了大型解决方案无法弥补的差距。

第二部分：初始增长

英特尔爱尔兰内部精益会议

2009年末，英特尔爱尔兰公司召开了一次内部精益会议，展示了精益历程中取得的进步。这是一个向工厂其他部门展示JClick!的绝佳机会。此次工作展示有两个目的：一方面，他们得以分享自己开发的许多应用程序；另一方面，也让他们深入了解了如何优化该方法。

“JClick！”这个名字也正是为这次会议构思出来的。为这种方法命名的决定被证明是一个绝佳的选择，因为七年过去了，这个名字对于英特尔工厂内的一种分析应用来说，有着非常特殊的含义。从越南到以色列，人们都能听到“让我们把它用在 JClick 里！”这句话。

横渡大西洋

英特尔工厂采用一种名为“精确复制！”的方法。“精确复制！”方法注重将制造地点与开发地点进行匹配。匹配发生在所有层级，包括物理输入和统计匹配的响应（输出）。该流程通过使用协调变更、审计、流程控制系统和联合晶圆厂管理结构，实现了持续匹配。 [3]

正是因为有了“完全复制！”，采用相同工艺技术的工厂将使用相同的设备、相同的数据库和相同的绩效衡量指标。这意味着，在爱尔兰构建的任何 JClick！应用程序几乎无需任何修改，就可以迁移到采用相同技术的亚利桑那州工厂。

这次迁移发生在特蕾西·亨德里克斯（Tracy Hendricks）——其中一位作者（凯文）的同事——观看了爱尔兰 JClick! 仪表板的演示后。几周之内，她就迁移了整个仪表板，并在亚利桑那州的站点内推广了该方法。特蕾西成为了我们的第一位客户，也是第一个加入 JClick! 两人团队的人。她对该方法的热情和学习的渴望，意味着他们很快就迎来了另一位工程师，为他们的组织构建应用程序。

分享哲学

长期以来，复杂的数据分析和脚本编写被视为少数精英的专属，人们认为只有特定类型的人才能够学习构建自动化应用程序。本书的作者决心颠覆这种观念。他们相信，他们已经简化了创建自动化数据解决方案的流程，使任何人都可以做到。他们还决心与所有渴望学习的人分享他们所学到的一切。通过让每位工程师都能使用工具来创建自己的个性化应用程序，他们可以扩大其工作的影响力，同时提高每位员工的工作效率。

第三部分：起飞

IMEC 2010：英特尔制造卓越会议

JClick! 被选为 2010 年英特尔制造卓越大会的展品。IMEC 是每两年举办一次的盛会，全球 1000 名精选英特尔员工将参加。IMEC 旨在分享论文、演示文稿和展品，在公司范围内推广“最佳方法”。展品和演示文稿的筛选过程非常严格（仅 1% 的论文入选）。 [4]

这个三人团队准备了一个演示仪表板，展示了他们创建并目前在组织中使用的各种应用程序。演示非常成功，在第一场会议中，各工厂经理对演示内容以及团队如何解决简单和复杂的问题表现出了浓厚的兴趣。这种兴趣持续了四天。

JClick! 引起了与会工程师们的强烈共鸣。团队不断解释说，这种方法只需少量个人投资，每个人都可以轻松上手。更重要的是，JClick! 为成千上万个自动化解决方案提供了解决方案，而这些解决方案对于传统的软件开发方法来说规模太小，难以满足需求。

工程师被招募，但更重要的是管理层也被招募。JClick！获得了最佳展示奖，会议结束后一周内，团队就收到了人们希望将 JClick！带到他们的工厂的请求。

ACE——具有分析能力的工程师

IMEC 2010 结束后不久，其中一位作者（Kevin）开始构建一个框架，阐述成为一名具备分析能力的工程师 (ACE) 所需的条件。该框架总结如下图 6 所示。

图 6：具有分析能力的员工模型

ACE 的理念在于：要真正通过数据取胜，你需要关注的不仅仅是单一学科，而是多个学科，而领域知识是其中最为关键的。数据库专家、统计学家、计算机科学家和流程工程师在各自领域表现卓越，这种情况并不常见，但能够提取数据、编写脚本进行分析、以有意义的方式呈现数据，并自动化流程以便按需重复执行的领域专家却寥寥无几。正是这种全方位的技能，在工程界提升了能力和效率。

当将 JClick! 引入工厂的请求到来时，该团队有一个框架来提供所需的培训。

JClick! 类

IMEC 2010 结束后不久，Eric Wespi 成为核心团队的第四位也是最后一名成员。Eric 的热情极具感染力，他不仅热爱学习，更致力于突破 jClick 的极限。他也成为了 JClick! 支持和共享模式的推动者。

第一个 jClick 请求来自亚利桑那州的 Fab 32，该团队与 Brian McCarson（英特尔高级首席工程师）合作研究如何将产品交付到工厂。

经过深思熟虑后，我们制定了课程的框架和理念，并实施了以下指导方针。

该课程将是一次为期一周的沉浸式体验。
会有四名教练，一名负责指导课程，另外三名负责帮助任何可能落后的学生。
这门课将以学生的数据为基础进行教学。我们很早就意识到，学生需要花费大量时间来理解数据以及数据与正在构建的应用程序之间的关系。如果这门课以学生的数据为基础进行教学，那么学生就无需学习数据本身，而只需专注于所教授的提取和脚本编写知识。
该课程将融入塔夫特 (Tufte) 和菲尤 (Few) 等人的可视化原则。
学生们在课堂上学到的知识和技能，在他们各自的领域都能立即运用。这意味着他们投入的时间将在课程结束后立即得到回报。
该课程将使用 JMP 日志进行，该日志将成为学习体验的核心。它将包含学习者和讲师所需的所有辅助资料。
分享至关重要。没有任何阻碍。教师的成功在于尽可能多地将自己的知识传授给学生。

第一堂课以及之后的无数堂课都取得了巨大的成功。学生们给出了非常积极的反馈，并很高兴能够带着自己的应用回到各自的小组，这些应用在许多情况下将工程时间从几小时缩短到了几分钟。

但 JClick! 体验并没有在课程结束时结束。

支持系统

经过多次课程后，该团队决定在课程结束后为社区提供更多支持，并创建了多个支持系统

JClick！小贴士——团队每两周会发送一份简报，其中包含如何用 JSL 完成一项常见任务的信息。该简报将以解决实际问题为背景，并且代码可供任何人使用。

JClick! Wiki – 我们建立了一个内部 Wiki 网站，供用户发布文章和实用技巧。由于该 Wiki 位于公司内部，因此我们能够发布英特尔针对其内部常见问题的特定解决方案。该 Wiki 阐述了最知名的方法以及一些非常适用于半导体环境的先进技术。

JClick! 用户论坛——团队在教授了多门课程后，很快发现学生们学习的热情与他们乐于助人的愿望不相上下。显而易见，最好的支持系统是将用户彼此联系起来。由于团队在各个时区授课，他们的支持社区也在不断壮大。在6个月内，他们就建立了一个由用户社区提供的全天候支持系统。

JClick! 和管理器

虽然 JClick! 被工程师广泛用于定制报告和应用程序，但该方法在管理领域也发挥着重要作用。2012 年初，团队保守估计，自 2008/2009 年 JClick! 成立以来，已为英特尔节省了超过 10 万小时的工程时间。随着越来越多的人掌握 JClick! 工程师的技能，这一数字还在持续增长。

对高技术管理人员的需求趋势与对高技能数据分析师的需求同步增长。JClick! 促进了任何组织中这两个重要角色的结合。实时数据和历史数据在决策中的作用逐年增强，随着新流程挑战的不断扩大，将数据解读为有用且有意义的结果所需的技能也在不断增长。JClick! 的理念是，组织聘请工程师和管理人员来做决策。他们越快做出决策越好。JClick! 有五个不同的方面可以使团队（无论大小）受益。数据整合 JClick! 提供了一个框架，允许从各种来源收集数据并将它们放在一个地方。通过将多份报表整合到 JMP 日志中，您可以通过 JClick! 应用程序支持整个组织。

标准化 JClick! 的开发历时两年。开发人员探索了当时最知名的方法，同时也创建了一些自己的方法。他们认为，使用 JClick! 方法是工程师创建自动化报告的最佳且最简单的方法之一。在创建该方法的过程中，他们还创建了一个标准。

该方法本身就是一种标准，它还有助于标准化报告。由于重复创建相同的分析已成为过去，JClick! 工程师可以投入时间确保报告能够提供他们所需的精确可视化效果。报告完成后，每次运行都将保持一致，从而成为可共享的标准。

JClick! 有助于将工程师的智慧嵌入到他们创建的应用程序中。如果总是使用相同的分析来应对偏差，则可以创建一个按钮，以确保轻松快速地完成此操作。对于管理人员来说，这已成为管理组织的重要方式，因为覆盖工程师的工作变得更加轻松。JClick! 促进并鼓励脚本共享，既可用于学习，也可用于整合工作。

高效会议 JClick! 方法论中创建和教授的动态报告工具，彻底改变了团队为工作组和战术会议进行数据分析的方式。在 JClick! 出现之前，大多数数据分析和提取都是在会议前进行的，所有请求都在会议结束后执行。高效的 JClick! 工程师可以避免接受 AR，因为他们能够实时分析和查询数据。他们还能允许其他人就数据提出问题，并立即获得答案。在 JClick! 早期，据估计，一个工作组 [5] 每天生成两小时基于数据的任务，现在可以重新分配这个时间。

资源管理：许多管理者面临的挑战之一是整合正确的数据和报告，从而有效地运营组织。虽然自动化部门创建的工厂级报告对许多任务都非常有用，但有时信息无法提供或无法以所需的方式进行处理。在这种情况下，拥有创建报告的资源，能够为管理者提供所需的信息，将带来巨大的优势。或许更有用的是，JClick! 工程师已经非常了解其组织内部的数据。因此，只需极少的指导，您就能找到一位能够

了解您的数据·了解业务需求·可以根据需要立即对报告和应用程序进行更改。

全方位解决方案 JClick! 为英特尔当今管理人员面临的诸多挑战提供了全方位解决方案。聘请 JClick! 工程师，您将能够提供可重复的报告，从问题描述到理想状态监控器的实施，一应俱全。JClick! 已在工作组和 Kaizen 项目中得到应用。 [6] 世界各地的情况，并在每次场合证明了它的价值。

该方法论有助于

集中团队精力 · 提供最新的数据访问 · 允许实时操作并立即进行询问

重返IMEC

在 IMEC 2010 至 IMEC 2012 的两年间，该团队走访了三大洲的 8 家工厂。他们建立了支持系统，并开发了尖端应用程序，帮助英特尔工厂更高效地运营。2012 年，他们重返 IMEC，在另一个展示中讲述他们的故事。该团队还受邀举办了一个研讨会，让用户在工作组场景中与仪表板进行实际交互。IMEC 结束后，该团队凭借其展示作品赢得了最佳展示奖，并成为最受欢迎的研讨会中第二受欢迎的。

持续增长

自 2012 年 IMEC 以来，JClick! 持续发展壮大，并吸引新用户。最初的团队设立了培训师培训课程，以便工厂能够自主扩大用户群。近期，一些流程型初创公司利用 JClick! 来支持工厂在量产过程中的独特需求，而未来的初创公司也开始将 JClick! 作为规划的一部分。

第 4 部分：JClick！和你

运行 JClick！

团队发现 JMP 在最新的基于英特尔架构的系统上运行效果最佳，因此，最好让您的工程师配备最先进的设备，开启您的 JMP 之旅。此外，还值得投资一些高性能服务器或台式机，用于安排数据提取。有些数据提取可能需要几秒钟，而有些则可能需要几个小时，因此，拥有在线系统来执行此类任务非常值得。

如果您打算创建每个人都可以访问的 JClick! 基础设施，则 NAS 驱动器等共享位置是必需的。

通过共享和协作积聚动力

如果您打算在组织中打造“JClick！”运动，务必获得管理层的支持。最好的方法是从小处着手，并尽早证明其价值。创建小型仪表板，带来虽小但意义重大的成果。将与同事分享您的知识视为一种价值。如果您是经理，分享的奖励应与个人成就的奖励一样多（甚至更多）。与同事合作，探索解决问题的新方法。始终保持代码开放，以便查看。互相挑战。

代码质量

你可能会陷入版本控制、编写函数以及使用敏捷开发等编码方法的泥潭。虽然这些都是值得追求的目标，但让你的员工快速编写应用程序才是更有价值的。为了简化代码，可能需要明确命名项目，而不是调用变量……那就这样做吧。你越快让人们自动化他们的工作，他们就越快转向使用一些更传统的编码方法。

[1] 摘自维基百科 - https://en.wikipedia.org/wiki/Intel

[2] 摘自英特尔爱尔兰网站 - http://www.intel.ie/content/www/ie/en/company-overview/intel-leixlip.html

[3] 摘自英特尔网站 - http://www.intel.com/content/www/us/en/quality/exact-copy.html

[4] 摘自《领导力挑战》—— http://www.leadershipchallenge.com/resource/intel-launching-an-innovative-way-to-develop-leaders.aspx

[5] 在英特尔，特别工作组是为处理紧急问题而召开的一系列非标准会议。通常情况下，你需要放下所有非紧急工作来支持特别工作组。

[6] Kaizen（改善汉字），是日本人改善（kaizen）指的是“改进”。在商业领域，kaizen 指的是不断改进所有职能部门，并让所有员工参与首席执行官到流水线工人

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