最近，某大型半導體制造企業(yè)H公司的產(chǎn)線人員小劉常常會遇到這樣的抓狂處境——硅片產(chǎn)線質(zhì)檢圖片數(shù)據(jù)部分文件夾無法打開，即使能查看的文件也需要等3分鐘以上，嚴重影響質(zhì)檢效率。
訂單生產(chǎn)急，產(chǎn)線不能停，存儲系統(tǒng)升級成為頭等大事。
在中國，半導體大硅片，由于制造難度大且壁壘高，市場份額長期被歐日韓廠商所占據(jù)，供需格局一直緊張。加強自主創(chuàng)新，實現(xiàn)硅片國產(chǎn)化替代是我國實現(xiàn)強國夢的重要一環(huán)。這其中，H公司是目前國內(nèi)極少數(shù)能量產(chǎn)12英寸(300mm)大硅片的半導體材料企業(yè)，產(chǎn)品廣泛應用于顯示器件、人工智能、車聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設備等領域。
隨著中國大陸晶圓產(chǎn)線越來越多，產(chǎn)能的急劇擴充帶來了對關鍵原材料硅片的龐大需求。為此，H公司努力突破產(chǎn)業(yè)短板，不斷擴大產(chǎn)能，在產(chǎn)品生產(chǎn)上精益求精。其中，涉及核心生產(chǎn)系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)成為關注的焦點。
產(chǎn)線擴充，海量產(chǎn)線數(shù)據(jù)存儲難題凸顯
作為高端制造行業(yè)，半導體硅片行業(yè)使用了大量高精密儀器設備，生產(chǎn)過程中通過中央信息系統(tǒng)發(fā)出指令由機臺設備自動運行。針對集成電路先進微納制程對硅片的需求，為制造無位錯、無原生缺陷、超平坦和優(yōu)良納米形貌的12英寸硅片。H公司采用了大量智能制造設備和技術，如工業(yè)機器視覺設備、良率分析系統(tǒng)，隨著產(chǎn)線規(guī)模的不斷擴大，以圖片為主的大量非結構化數(shù)據(jù)產(chǎn)生，隨之而來的產(chǎn)線數(shù)據(jù)存儲難題凸顯：
存儲空間不足：在生產(chǎn)過程中歷經(jīng)拉晶、成型、拋光、清洗、外延等5大工藝，其中為了確保每個流程質(zhì)量合格，產(chǎn)線通過工業(yè)機器設備完成質(zhì)檢，質(zhì)檢系統(tǒng)產(chǎn)生億級數(shù)量的小文件數(shù)據(jù)，隨著產(chǎn)線產(chǎn)能的不斷擴大，預計未來三年，文件數(shù)量將達到10億級以上，數(shù)據(jù)容量將達到百TB級別?，F(xiàn)有NAS存儲架構擴容成本高、且無法滿足未來存儲性能線性擴展的要求，運維管理效率低。
數(shù)據(jù)無法共享：YMS(良率管理系統(tǒng))需要更高性能的底層存儲平臺，確保對機臺數(shù)據(jù)解析和數(shù)據(jù)復制的同步性。受限于當下NAS存儲特性，不同產(chǎn)線、設備和系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)無法打通，系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的FTP服務器作為中轉，在應用間傳遞數(shù)據(jù)，文件數(shù)量受限，繁瑣耗時。
數(shù)據(jù)檢索不便：在進行產(chǎn)線質(zhì)量追溯時，原有存儲系統(tǒng)只能通過文件名查找方式進行檢索;例如目前在清洗工藝個別工序產(chǎn)生的文件數(shù)量達億級，導致該工序?qū)募A無法打開，嚴重影響生產(chǎn)效率。
權限控制缺失：原有存儲系統(tǒng)無法根據(jù)產(chǎn)線不同用戶進行多用戶的數(shù)據(jù)讀/寫權限控制，存在數(shù)據(jù)安全風險。
各個擊破，杉巖MOS破解數(shù)據(jù)存儲難題
面對產(chǎn)線機臺量測數(shù)據(jù)的存儲挑戰(zhàn)，H公司決定部署一套穩(wěn)定、可靠、高性能的存儲系統(tǒng)來保障產(chǎn)線生產(chǎn)的高質(zhì)量運行。經(jīng)過對比，在眾多的服務商中，H公司選擇了深耕軟件定義存儲領域多年、在智能制造行業(yè)有著豐富實踐經(jīng)驗的杉巖數(shù)據(jù)，共同打造產(chǎn)線數(shù)據(jù)存儲資源系統(tǒng)，實現(xiàn)產(chǎn)線生產(chǎn)的連續(xù)、高效和智能化升級。
圖 H公司半導體硅片產(chǎn)線數(shù)據(jù)存儲架構圖
采用杉巖MOS海量對象存儲產(chǎn)品，全分布式存儲架構，容量和性能可隨節(jié)點數(shù)量線性增長，支持百億級別文件數(shù)量，確保多并發(fā)、高帶寬和低時延讀寫。根據(jù)產(chǎn)線數(shù)據(jù)保存時間和訪問性能要求，基于硅片行業(yè)質(zhì)量體系要求，配置數(shù)據(jù)生命周期管理策略，將產(chǎn)線數(shù)據(jù)保存18個月后，自動歸檔到后端磁帶庫。
建立統(tǒng)一的圖片數(shù)據(jù)存儲和管理平臺，滿足眾多產(chǎn)線設備同時保存數(shù)據(jù)的需求。數(shù)據(jù)在線統(tǒng)一管理，支持跨應用的數(shù)據(jù)遷移，自動將原有NAS存儲的數(shù)據(jù)遷移到MOS集群，解決原有NAS方案的文件數(shù)量限制。
使用杉巖MOS智能數(shù)據(jù)處理解決方案，將各類機器視覺設備生成的數(shù)據(jù)文件根據(jù)解析信息進行標簽化，自動生成時間戳、工藝、工序、文件類型等標簽信息，質(zhì)量回溯時可根據(jù)標簽快速檢索特定文件，提升檢索效率和速度。
為不同產(chǎn)線、不同工種人員設置不同的“讀寫刪查”權限，保障數(shù)據(jù)安全性。
成效顯著：性能大幅提升，秒級檢索，部署時間節(jié)省60%
H公司與杉巖數(shù)據(jù)合作，使用杉巖MOS海量對象存儲，取得了以下收益：
(1)分布式存儲系統(tǒng)支持百億級文件存儲，全面解決了原有NAS存儲方案的文件數(shù)量限制，滿足未來產(chǎn)線數(shù)據(jù)存儲需求。增加產(chǎn)線或者接入新的存儲業(yè)務，只需要增加服務器，不中斷業(yè)務，與原有NAS存儲部署時間相比節(jié)省60%。
(2)建立了統(tǒng)一的文件數(shù)據(jù)存儲和管理平臺，高效的跨應用的數(shù)據(jù)遷移，運維更簡單高效。結合數(shù)據(jù)生命周期管理，降低存儲整體成本。
(3)解決了原有的檢索數(shù)據(jù)慢、部分文件無法查看的問題。內(nèi)置元數(shù)據(jù)和標簽檢索機制，快速調(diào)閱指定文件，質(zhì)量回溯檢索性能提升百倍，檢索性能從分鐘級提升到秒級，降低了TCO。
(4)基于產(chǎn)線人員靈活設置“讀寫刪查”權限，提升了數(shù)據(jù)安全性。
硅片是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石，也是中國半導體產(chǎn)業(yè)“卡脖子”的環(huán)節(jié)。H公司堅持核心技術自主創(chuàng)新，攜手杉巖數(shù)據(jù)，用智能存儲技術提升智能制造水平，為邁向建設世界科技強國的征程貢獻力量。
