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JMP助力科锐 展现可视化的力量

2014-02-25
 科锐光电公司是目前公认的全球LED照明行业的领导者和创新者,总部位于美国北卡罗来纳州达勒姆镇,是全球集LED外延、芯片、封装、LED照明解决方案、化合物半导体材料、功率器件和射频于一体的著名制造商和行业领先者。在中国广东省设有生产基地。

  LED(发光二极管)被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。在当前全球倡导节能环保的背景下,LED作为一种新型的绿色光源产品,被公认为未来重要的发展趋势。例如,2008年北京奥运会上,水立方使用了496,000只科锐提供的LED照明产品作为外部照明,而鸟巢也使用258,000只节能半导体节能灯具。

  可以说,我们已经进入了LED照明的时代。LED灯具使用寿命长,可持续使用数十年,并且消耗的能量仅仅是白炽灯和荧光灯所需能量的一小部分。虽然LED技术已经存在了大约40年,但直到过去几年,才被像Cree这样的制造商将其大规模地应用到照明技术中,来提高光线的品质。Cree正引领着一场用高效的节能环保的照明技术替代低效能照明技术的变革。

  Cree的LED照明系列产品现在已经超越了150流明,“这并不是极限,”Cree材料部门的持续工程经理爱德哈钦斯说。“这意味着我们的LED灯更亮,”哈钦斯说,“在照明设备中减少LED的使用,可以降低成本。当然我们的客户——那些灯饰设备的制造厂家——已经意识到了这些LED的好处。

  哈钦斯的小组负责研发碳化硅晶片基片,这是所有Cree产品的基础。他的工程师多年来一直使用JMP来进行数据分析、过程控制、实验设计、六西格玛项目和更多的应用。“数据挖掘和数据可视化是我们使用JMP非常广泛的两个方面,“哈钦斯说。

  可视化的力量

  哈钦斯的小组把一个碳化硅晶体切割成晶圆,然后把这些晶圆的表面抛光和清洗,使他们平滑和没有缺陷,为下一步的外延生长做准备,以使得设备按照设计的功能来运作。LED灯的光是由外延层所产生,而光线的质量和颜色是由这些层的质量、结构和组成所决定的。哈钦斯团队交付的具有一致稳定高质量的晶圆是最终制造高品质成品的关键。但当下游客户检测到一个对产量有重大影响的缺陷时,就需要对缺陷进行追溯。

  “JMP的第一次应用是通过可视化地研究下游客户发现的缺陷的频率,”哈钦斯说,我们连接到储存下游客户信息的数据库,取回数据后,用JMP来做分析,生成阐明缺陷日常趋势的控制图。“这是一个使用JMP进行可视化分析的很好的例子,”哈钦斯说,“在那里有一个虚假的信号和一个真实的信号。虚假信号表示故障率升级得多快。它最初为零,然后在短短的几天内跳升20%到30%。但这仅是一个与事实无关的结论”。事实上,这只是因为加强了审查而导致缺陷出现得更频繁。因此决定在给定的时间和一致的条件下对数据进行分析。

        哈钦斯和他的团队写了一段JMP脚本来查询数据,包括处理日期和时间,批处理过程,分析数据和生产过程条件等。“如果我们自己通过编写一段数据访问代码来收集数据集,”哈钦斯说,“它需要几个小时来运行。而在JMP里面做这个工作,会快得多。”

  然后,团队成员使用JMP来构建一个只包括最重要因素的模型。“模型中考虑的因素是流程的步骤,”哈钦斯解释说,“而每一个因素的值也是非常重要的。”在这一点上,通过互相比较来看看它们的效果,并且基于工程判断和JMP的预测刻画器,明确把调查的重点应集中在哪个步骤,进而缩小到两个潜在的步骤。他们吃惊地发现:尽管两个工具用于在过程时间表中相距很远的步骤,而且在工厂的生产线上是物理分隔的,但它们之间存在交互作用。“通过JMP的可视化分析工具,可以非常清晰地在模型中看到交互作用,我们首要考虑的可能就是这种相互作用,”哈钦斯补充道。这种交互是问题的根源,一个修复行动计划立刻开始启动。

  选择使用JMP的真正的好处,哈钦斯说,“不是在于寻找问题的答案,而在于指引你走向正确的方向,这样你知道在哪里找到问题。我能够理解这些工具的不同,而这些我在以前是没有领会到的。通过了解哪里能找到问题,并且把关注力集中在那里,我们能够使缺陷率重新回到零。”

  可视化与统计分析相结合

  “我喜欢JMP因为它在可视化数据分析方面是如此强大,”哈钦斯说。“它允许您生成各种类型的控制图表、图形和显示结果,从而帮助你理解数据。最重要的事情是获得正确的数据;第二重要的事情是知道数据告诉你什么。要理解它,你必须将数据联系在一起查看和理解。如果只有一张数据表,就无法做到。有一些其它的软件也能够生成图表和其他结果,但它们没有JMP所具备的统计功能。所以如果我想在这些分布中找一个显著的统计学差异,或者想运行一个全因子试验并理解所有这些因素间的影响,我用其它软件就没办法实现;但在JMP中就可以。JMP将优秀的数据可视化和强大的统计分析能力相结合,使它成为我们这里最好的选择。它在我们公司的应用非常广泛。”

  在未来的日子里,我们将会更加需要JMP来进行分析。LED的需求正在爆发,越来越多的城市,大学,企业和消费者正在部署节能LED照明。例如,美国阿拉斯加州的城市安克雷奇,已经开始使用科锐的照明设备来改造所有的街灯。洛杉矶也已承诺在接下来的几年做同样的转变。“想象一下洛杉矶整个城市都点亮了LED路灯,”哈钦斯说。“这将是多么壮观。毫无疑问我们的成功归功于我们不断创新和改善的能力,”哈钦斯说,“而使用JMP,我们的创新和改善能力将大大提高。”