2019年05月18日 | 现代化的晶圆厂需要怎样的信息化变革？

2018年8月芯片代工厂台积电突然遭受病毒入侵，在台积电总部台湾新竹科学园区的12英寸晶圆厂和营运总部均受到严重影响，生产线全部停摆数小时。根据台积电官方给出的消息，在这短短的3天时间里，对台积电第三季度营收造成了3%的损失。

随着我国发展集成电路产业的风头正盛，如何保证晶圆厂的顺利建设，保证建厂效率，以及实际运维的安全性稳定性等方面，EEWORLD专程采访了罗克韦尔自动化(中国)有限公司半导体行业经理张云峰先生，张云峰在罗克韦尔自动化已经工作了十余年，拥有深厚的自动化及半导体背景。

作为厂务实施专家，罗克韦尔自动化几十年来服务于全球各头部的Fab厂及面板厂，正因为公司百余年的历史积累，让公司在高可靠性、高安全性方面有充足的保证，得到了国内外晶圆厂客户的一致认可。

罗克韦尔自动化(中国)有限公司半导体行业经理张云峰

张云峰介绍道，早在Intel大连建厂之时，罗克韦尔自动化作为英特尔长期合作伙伴，就在本地设立了交付实施团队。自此之后，伴随着中国半导体事业的不断发展，罗克韦尔自动化半导体事业部业务不断扩大。“目前我们的业务涵盖既包括了Intel这样的美资企业，同时也有大量的台湾和大陆企业。我们不断把国际化经验带给本土客户，帮助他们快速成长，能够在国际市场上形成强大的影响力。”他说道。

得益中国晶圆厂的建厂速度，目前，罗克韦尔自动化半导体业务无论总营业额还是增速都位居公司前列，但张云峰表示，公司并不会从产值上评判一个业务的好坏，而是希望给本土客户带来更多价值。

用信息化加速厂务创新

张云峰认为，目前全球晶圆厂的普遍需求包括高度自动化、极端的交付时间、降低运营成本以及运营可靠稳定等特点。对此，罗克韦尔自动化也提出了双层差异化解决方案。首先在OT领域，包括FMCS交钥匙工程；设计、安装和调试；盘柜设计及制造；抗晃电解决方案；智能马达控制等。而对于信息化来说，罗克韦尔自动化则提供了各种进阶解决方案，其中包括：基于角色的可视化；集成化能源管理；物联网与大数据；网络安全与咨询以及预测性维护等。

对于罗克韦尔自动化耕耘数十载的OT领域来说，已经获得了市场的一致认可，因此张云峰更多的是介绍了罗克韦尔自动化创新的厂务实现，也就是先进的信息化系统。

对于晶圆厂厂务来说，系统规模也庞大，服务器可能就要达到100台，需要一个非常强健的，经过验证过的IT系统及人机界面做底层支撑，同时由于晶圆厂的数据量更加庞大，因此也需要更多的数据分析系统作为辅助。

虽然搭建更庞大的系统需要一定的投资门槛，但从管理者角度而言，系统规模越大，用户越多，管理难度会呈现几何级数增长，从综合角度考虑，一套完整的信息化系统可以带来更多的价值。正因如此，晶圆厂对于信息化系统的接受程度越来越高。

罗克韦尔自动化四大步骤助力厂务信息化升级

具体而言，罗克韦尔自动化主要通过高速网络构建数据中心、立体防护保证网络安全、基于角色随处可见的管理机制以及利用数据创造价值四大步骤进行落地，打破信息孤岛的隔离，保障晶圆厂的新建或升级具有更高的信息化水平。

在高速网络构建数据中心方面，目前罗克韦尔自动化已经不再是使用传统的三层网络，而是“一根以太网线通到底”。所有产品都采用了标准以太网口，这就意味着可以兼容所有以太网设备，确保不同协议设备间的稳定运行和通信。

在网络安全立体防护方面，罗克韦尔自动化构建了更为纵深的防御体系，包括两方面，一方面是普通网络安全服务，进行漏洞、架构等方面的安全评估，另外则是诸如工控协议DPI深度包检测等，通过细致的数据包检测，实现24小时不间断的监控。张云峰指出，对于OT网络安全领域，相比IT网络具有很多复杂的协议，所以这一领域目前主要玩家还是OT厂家，并不适合IT厂商。

对于基于角色随处可见的管理机制。张云峰演示了一个基于角色管理机制的DEMO，不同用户通过刷自己的ID卡，就可以获得相应的权限操作，以及专属自己的界面，既不会有任何越权行为，也会为每个用户记录所有操作信息，而且支持多屏及系统无缝切换。而对于管理员平台来说，可以看到任何用户的动作，从而给予指导或检查。该方案通过虚拟化架构的工业数据中心，可以实现更少的升级需求和更大的软硬件兼容性，数据最终采取集中储存和管理，经过预配置和测试的虚拟机，保证了兼容性稳定性。

基于角色管理机制的DEMO演示，包括摄像头、读卡器、指纹识别、IO、瘦客户机等

基于角色的管理机制极大改变了过去管理运行方式，支持移动用户，通过集成式产品解决过往问题，减少了终端数量，简化了系统布局。

在利用数据创造价值方面，罗克韦尔自动化通过多项技术，对工厂数据进行充分采集和利用。

在采集方面，工厂的数据是分层的，包括来自PLC、HMI-SCADA、MES/MOM以及PLM/ERP/SCM等都会产生数据，并且向上传递，这种传递会带来冗余、浪费及数据延迟，同时更多数据也会使融合和分析更难。“不同层级下，数据库的架构是不通的，这给融合带来了很大难度，而罗克韦尔自动化独创的物联网平台可以打通所有数据，让大数据分析变成可能。”张云峰说道。“以晶圆厂为例，尽管自动化程度很高，但用户希望在厂务管理系统中看到具体能耗、看到机台的具体需求，这在过去是不可能的，需要平台帮助客户进行异构系统的连接。”

罗克韦尔自动化通过Factory Talk Analytics图形化分析平台以及PTC的ThingWorx平台,通过产线数字化映射、综合分析及优化以及增强现实技术，实现了全面的数据融合与集成。其中既包括了纵向IT/OT的融合，也实现了全平台，全价值链的横向融合，以及数字/物理的数物融合。

在利用数据方面，厂务系统可以实现准确的环境控制，通过对供电、温湿度等的保障，实现了厂内设备的稳定运行，从而间接影响良率；同时，利用各种设备的运行数据，可以调节为更为节能高效的运行方式。

比如，为了确保设备稳定运行，罗克韦尔自动化可以提供关键设备的预防性维护工作。将振动传感器置于诸如风机、压缩机、水泵等关键设备上，通过24小时在线收集分析数据，可提前获知故障发生可能性。

张云峰强调道，大数据并不是放之四海而皆准的灵丹妙药，必须结合行业、客户和罗克韦尔自动化的长期经验与实践，在罗克韦尔自动化方法论和大数据分析平台下，通过良好的互信，让分析逐步落地，才能充分挖掘背后的价值和效益。

张云峰表示，罗克韦尔自动化一直在国内积极发展合作伙伴，同国内系统集成商或承包商共同合作，一起服务中国本土客户。同时也看到，国内的合作伙伴工程交付能力越来越强，可满足国内晶圆厂的需求。

张云峰总结道，罗克韦尔自动化可以为晶圆厂客户提供最佳的交付周期和交付质量。同时，通过提供最优的IT/OT系统融合构架和增值服务，以及全生命周期的服务，从而为客户提供最佳的整体运营成本。