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微米 Technology does more than talk about artificial intelligence (AI). Using data analytics and AI in its own manufacturing processes, the company literally puts its money where its mouth is, 展示了美光下一代内存和存储解决方案所带来的技术对企业的价值. 好处很多, 包括更高的收益率, 更安全的工作环境, improved efficiencies and a sustainable business.
该公司的工厂通过高度复杂和精确的工艺在硅片上生产存储技术. The potential for error and for waste is high. But data and AI are helping to reduce that potential. When relying on human vigilance to spot and track flaws, mechanical problems and other trouble areas, 这个组织损失了时间和金钱——这些损失可以用今天的先进技术来避免.
Linus Sebastian of Linus Tech Tips visits a 微米 R&并解释了半导体制造的一些复杂性.
沙巴体育结算平台，同时将生产率提高10%. It’s truly been transformative. You could say it’s a killer app.”\r\n
晶片创造
\r\nThe process starts with silicon. 晶片, used as the foundation for computer chips, 是由二氧化硅制成的, 一种沙子, which must be filtered and refined to 99.999%的纯度. This electronic-grade silicon is melted and compressed into ingots, which are sliced into extremely thin — 0.67毫米厚的晶圆片.
\r\nThe wafers are polished to remove any marks from the cutting, coated with a thin layer of photo resistant material, 并蚀刻电路的设计，他们将支持使用类似摄影的过程. 电路越复杂，晶圆上印上的图像就越多. This process happens layer by layer, 每层都分开处理，或者用电离等离子体轰击, 这个过程被称为“兴奋剂”,或浸泡在金属中. 在测试之前，完成的晶圆片涂上一层薄薄的保护膜，以确保其按预期工作.
\r\n"}}' id="text-083c4888ce">Complex manufacturing process
硅制造是一个极其复杂的过程，耗时数月，涉及约1500个步骤. 美光在整个过程中使用了复杂的人工智能来提高准确性和覆盖范围.
“We have built something here that is completely differentiated,Koen de 回来er解释道, 美光智能制造和人工智能副总裁. “We’re seeing much, much higher levels of accuracy. 我们现在可以以两倍的速度推出沙巴体育结算平台，同时将生产率提高10%. It’s truly been transformative. You could say it’s a killer app.”
晶片创造
The process starts with silicon. 晶片, used as the foundation for computer chips, 是由二氧化硅制成的, 一种沙子, which must be filtered and refined to 99.999%的纯度. This electronic-grade silicon is melted and compressed into ingots, which are sliced into extremely thin — 0.67毫米厚的晶圆片.
The wafers are polished to remove any marks from the cutting, coated with a thin layer of photo resistant material, 并蚀刻电路的设计，他们将支持使用类似摄影的过程. 电路越复杂，晶圆上印上的图像就越多. This process happens layer by layer, 每层都分开处理，或者用电离等离子体轰击, 这个过程被称为“兴奋剂”,或浸泡在金属中. 在测试之前，完成的晶圆片涂上一层薄薄的保护膜，以确保其按预期工作.
沙巴体育结算平台和机械中的问题对于提高生产效率至关重要, 有效性和安全性. 不幸的是, 人孰能无过, and even the most highly trained person will not always see, 听到或感觉到非常微小和微妙的迹象，表明有些事情是错误的.\r\n
Artificial intelligence technologies, 然而, 能在很短的时间内以极高的精度完成这些任务吗. 美光从570多家公司收集了pb级的制造数据,这些资源被添加到美光的云数据库环境中.
\r\n图像分析
\r\n美光人工智能制造的基础是图像分析. “Images are quite powerful in semiconductor manufacturing process,科恩解释道。, “You can analyze detailed images of each step of the process.”
\r\n“通过分析每个阶段,他继续说道。, “我们可以快速识别发生的任何偏差——所有这些都是完全自动化的. This analysis spans everything – front end, assembly and test.”
\r\n"}}' id="text-f61c5b458c">制造过程在无菌制造室(称为洁净室)中进行，旨在防止最微小的灰尘落在原始晶圆上. 但是损害确实发生了. The fragile wafers may get scratched, 划伤或刺破, or bubbles may form under the protective film.
通常，这些缺陷是微小的——肉眼完全看不见. 即使它们是可见的, 在照相成像过程中，人们扫描每片晶圆拍摄的30到40张照片，可能会忽略由于眼睛疲劳或短暂的注意力不集中而导致的缺陷. Blink, and they’ve missed the flaws.
如果直到测试阶段才发现问题，那么就已经浪费了大量的时间和金钱. 造成缺陷的问题很可能影响不止一块晶圆片，甚至可能是数千块.
Other things can go wrong in production as well. Parts wear out; pipes leak or drip hazardous chemicals onto products or people. Catching and correcting these issues early is imperative. 停工成本非常高，会导致收入损失和生产力损失. And given the complexities of semiconductor manufacturing, 在恢复过程中花费的大量时间可能会使实际成本达到数百万美元. 更重要的是，与工人受伤相关的风险是无数的. 最后, 美光对可持续发展的承诺要求这一过程尽可能地节能.
检测沙巴体育结算平台和机械中的问题对于提高生产效率至关重要, 有效性和安全性. 不幸的是, 人孰能无过, and even the most highly trained person will not always see, 听到或感觉到非常微小和微妙的迹象，表明有些事情是错误的.
Artificial intelligence technologies, 然而, 能在很短的时间内以极高的精度完成这些任务吗. 美光从570多家公司收集了pb级的制造数据,这些资源被添加到美光的云数据库环境中.
图像分析
美光人工智能制造的基础是图像分析. “Images are quite powerful in semiconductor manufacturing process,科恩解释道。, “You can analyze detailed images of each step of the process.”
“通过分析每个阶段,他继续说道。, “我们可以快速识别发生的任何偏差——所有这些都是完全自动化的. This analysis spans everything – front end, assembly and test.”
沙巴体育结算平台的详细反馈，以确保最佳的能源效率. 这些供应商, 美光协调DIMS(数据摄取到美光系统)，使摄取发生在最高频率. 微米 engineers monitor this ingestion in real time. 同样地，修正和优化也不断地发生在极细粒度的级别上.\r\n
除了, 与供应商合作, 美光使用遥测数据来测量我们的沙巴体育结算平台在他们的数据中心的效果. 这个数据, 结合内部数据, 支持实时协作，以针对特定工作负载改进沙巴体育结算平台.
\r\nWe also 关闭ly monitor the performance of our models. 在输入数据和再培训中使用人工智能可以让工程师在更高的层面上专注于机器学习流程的自动化. (否则, there would never be enough data scientists to keep up, and they’d be chasing events that already happened.)
\r\n这些举措得到了内部数据科学学院的支持，并持续投资于内部数据科学家, engineers and solution architects. 这些资源, along with our citizen data science model, enable functional experts to use Al-powered tools and insights.
\r\n行业领导
\r\n今天, 美光将丰富的核心工艺知识与人工智能无与伦比的效率相结合. 数据专家创建了大型收益管理平台，供全公司6000人使用. 同时, 专注于日常产量优化的专门团队正在快速集成周期中构建新的原型. 这些原型经常用于优化主要平台.
\r\nMeanwhile, the results speak for themselves. 美光团队成员的奉献精神和人工智能制造工艺使我们的1α (1- α)节点DRAM和176层NAND达到了美光历史上的最高产量. 业界领先的1β (1- β) DRAM和232层NAND比任何其他美光技术更快地实现了成熟的产量.
\r\n微米 is optimizing how AI transforms manufacturing. Far from taking everyone’s jobs, 这项新技术增强了团队的能力，使他们不再专注于获取数据和进行多种基础分析. 现在他们可以专注于自己擅长的领域——创新，开发行业领先的沙巴体育结算平台.
\r\n"}}' id="text-53897362a4">除了图像, 美光同样采用视频分析来消除组装和测试中的质量问题. You may think video would be too data-intense to be practical. 然而，美光再次使用人工智能来识别需要分析的关键位置. 人工智能启动和停止视频流，只捕捉关键的过程, 控制数据大小.
成像和视频尤其有效，因为晶圆缺陷有多种形式. 在很大程度上, 它们可以分为几种常见的类型:晶圆片边缘附近的小孔或外层膜上的划痕和气泡. 美光的人工智能系统使用“计算机视觉”技术，在光刻相机在晶圆上蚀刻电路时捕捉到的图像上发现这些缺陷.
工程师可能会指示系统扫描晶圆片边缘的小点(孔), 例如, or for contiguous or slightly broken lines (scratches), 或者系统可能会寻找颜色变化，导致深色或浅色斑点或图案. Some of these flaws can be spotted in near real time, 该系统在拍摄图像后几秒钟内发出警报. 其他缺陷可能会在照片存储后几分钟的二次扫描中被发现. 所有这些过程都依赖于人工智能系统使用存储在数据库环境中的200万张图像进行比较和对比.
事实证明，其结果比工程师的评估准确得多, as AI computer vision has higher accuracy and high efficiency. 最重要的是，工程师现在可以专注于问题和数据收集.
And with 微米’s AI automatic defect classification (ADC) system, 技术人员和工程师不再需要手动对晶圆缺陷进行分类. 相反，AI-ADC每年使用深度学习对数百万个缺陷进行排序和分类. 美光利用当今最新的成像技术创造了这个系统, 包括神经网络, 描述为一种受生物学启发的编程范例，使计算机能够从观测数据中学习.
这种形式的机器学习根据缺陷对图像进行分类, placing them in discrete clusters. 这个过程不仅可以帮助工程师发现在制造过程中出现的问题，以便及早修复，避免更多的缺陷, 但它也使人工智能系统能够自己发现缺陷，并在每次迭代中改进结果.
声听
While AI imaging is at the core of the manufacturing process, 微米 also employs acoustic listening to preempt issues. 通常，“不正常”的声音表示一个磨损的部件或即将崩溃.
美光的人工智能系统通过安装在机器人执行器附近或泵附近的声音传感器，监听我们工厂机器的异常情况. These microphones record normal activity for several weeks, 软件将检测到的频率转换成图形或图表，将声音描述为视觉数据. When a new pitch or frequency appears, the system issues an alert. Often, it can even discern the cause of the anomaly.
搜索ing these massive databases can be time consuming. 然而，当一台机器有故障的危险时，工厂经理需要立即知道. Sending the data to an AI system filled with GPU’s, 加速器, and importantly 微米 memory and storage to provide fast, intelligent results much more quickly than CPU-based systems can. 所有这些拥有成千上万个GPU内核和内存同时协同工作的人工智能系统，可以在眨眼之间完善它们的结果，几乎没有或根本没有人为干预. 此外，它们可以在每次迭代中改进诊断，类似于人类大脑的工作方式.
热成像
并不是所有的故障都会产生噪音——在制造环境中，沉默可能是致命的. In many instances, the temperature changes instead. 直到最近，检测温度飙升的唯一方法是看到红光、火花或烟雾. 当这些出现的时候, the problem had already entered the danger zone, and the plant needed to evacuate workers.
So, in addition to image analytics and acoustic listening, 微米 also uses thermal imaging, which measures the temperature of key components.
“对变压器进行温度测量是防止过热的关键,科恩解释道, “早期检测可以决定是进行简单的维修还是更换整个设备, expensive piece of equipment.”
最后, 这些人工智能图像传感器, 声音和温度实现了美光对可持续发展的承诺. “These sensors excel for quality and efficiency improvements, 也是为了可持续发展,科恩补充道. “它们提供了精细的能源计量，从而实现了显著的使用和节能.”
这些数字
At 微米, 570,000 sensors produce 2.3 million wafer images in 229 million control points. All are run through AI models each week. 此外，还存储了34pb的数据，每天捕获30tb的新数据.
这种大规模的人工智能应用分析了产量分析中的创新数据科学应用, digital-twin规划, 物联网和图像分析, optimization and advanced algorithms, process automation and mobile 应用程序.
The results* are undeniable:
- 4% improvement in manufacturing tool availability
- 18% improvement in labor productivity
- 50% reduction in time to market for new products
- 22% reduction in product scrap
- 50% faster time to resolve quality issues
*基于2016年至2020年收集的美光内部数据和分析的改进
数据分析和人工智能的好处不仅限于晶圆厂，还涉及到美光运营的方方面面:销售和营销, 人力资源, 业务操作, 研究与开发, 和更多的.
科恩表示:“这关乎企业的转型，而不仅仅是车间. “我们可以将这些技术和方法应用到公司的所有业务流程中.”
生态系统合作伙伴
Beyond optimizing the internal manufacturing process, 微米 also works directly with suppliers, 向他们提供沙巴体育结算平台的详细反馈，以确保最佳的能源效率. 这些供应商, 美光协调DIMS(数据摄取到美光系统)，使摄取发生在最高频率. 微米 engineers monitor this ingestion in real time. 同样地，修正和优化也不断地发生在极细粒度的级别上.
除了, 与供应商合作, 美光使用遥测数据来测量我们的沙巴体育结算平台在他们的数据中心的效果. 这个数据, 结合内部数据, 支持实时协作，以针对特定工作负载改进沙巴体育结算平台.
We also 关闭ly monitor the performance of our models. 在输入数据和再培训中使用人工智能可以让工程师在更高的层面上专注于机器学习流程的自动化. (否则, there would never be enough data scientists to keep up, and they’d be chasing events that already happened.)
这些举措得到了内部数据科学学院的支持，并持续投资于内部数据科学家, engineers and solution architects. 这些资源, along with our citizen data science model, enable functional experts to use Al-powered tools and insights.
行业领导
今天, 美光将丰富的核心工艺知识与人工智能无与伦比的效率相结合. 数据专家创建了大型收益管理平台，供全公司6000人使用. 同时, 专注于日常产量优化的专门团队正在快速集成周期中构建新的原型. 这些原型经常用于优化主要平台.
Meanwhile, the results speak for themselves. 美光团队成员的奉献精神和人工智能制造工艺使我们的1α (1- α)节点DRAM和176层NAND达到了美光历史上的最高产量. 业界领先的1β (1- β) DRAM和232层NAND比任何其他美光技术更快地实现了成熟的产量.
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