고객 사례

반도체부터 수송 트럭까지

데이터를 활용하여 모빌리티의 미래로

자동차 산업이 칩 기술에 의존하는 비율이 높아지고 있습니다. NXP 반도체는 칩 제조 최적화를 위해 분석 기술에 점점 더 의존하고 있습니다.

자동차와 트럭은 앞으로 10년 동안 지난 100년 보다 더 빠르고 더 근본적으로 변화할 것입니다. 자동차 산업이 대체 전력 공급원에 대한 비중을 높이고, 연결 옵션을 확대하고, 자율주행차를 적극적으로 수용함에 따라 다양성과 기능이 모두 개선된 하드웨어와 소프트웨어가 필요합니다. 이러한 변화의 중심에 컴퓨터 칩, 그리고 NXP 반도체가 있습니다.

NXP는 커넥티드 카와 같은 임베디드 어플리케이션용 연결 솔루션에서 세계를 선도합니다. 네덜란드 아인트호벤에 기반을 둔 NXP에서는 31,000명의 직원이 30개국 이상의 소비자에게 서비스를 제공하며, 연간 95억 달러에 이르는 수입을 창출하고 있습니다. NXP는 자동차, 산업 및 사물인터넷(IoT) 3가지 분야에서 반도체를 적용하는 데 초점을 맞추고 있습니다. NXP는 자동차 반도체 및 마이크로콘트롤러, 차량 내 네트워킹 및 엔터테인먼트, 안전한 차량 액세스와 에어백 및 레이더와 같은 자동차 안전 기능에서 세계 시장 점유율 1위를 자랑합니다.

NXP의 차세대 자동차 아날로그 부서에서 위험 평가, 통계 및 안전성 분석을 담당하고, 유럽, 중동 및 아프리카 전역에서 식스 시그마 훈련을 주도하는 Corinne Bergès(PhD)는 "자동차에 필요한 전자 장치가 점점 더 늘어나고 있습니다"라고 말합니다. "현재 반도체가 없는 자동차는 상상도 할 수 없습니다."

하지만, NXP는 자동차 산업에서 계속 선두 자리를 유지하려면 반도체 솔루션을 그 어느 때보다도 빨리 효율적이고 정확하게 설계하고 제조해야 합니다. 그리고 그 목표를 달성하려면 NXP는 제조 및 시험 공정을 지속적으로 개선해야 합니다.

가장 중요한 부분을 차지하는 데이터

반도체 설계 및 제조에서 가장 중요한 부분을 차지하는 것은 데이터입니다. NXP와 NXP 파트너는 제조 사이클의 지속적인 개선뿐만 아니라 제조주기의 모든 측면을 데이터 중심으로 수행합니다. 데이터의 풍부함은 기회이기도 하지만, 동시에 문제가 되기도 합니다. Bergès는 "데이터가 늘어날수록 데이터의 연관성을 더 확실하게 파악할 수 있고, 더 많은 정보를 추출해 낼 수도 있습니다"라고 말합니다.

하지만, 시험과 관련된 데이터 볼륨을 효과적으로 관리하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 칩 제조업체에서는 다양한 매개변수 및 환경 조건을 활용하여 솔루션을 시험하는 방식으로 장치가 고장 날 수 있는 한계를 파악하거나 공정 가변성을 통제합니다. 이러한 공정을 통해 엄청난 양의 데이터 포인트가 생성됩니다. Bergès는 "데이터를 활용할 수 있는 올바른 도구가 없으면 데이터는 그 가치를 잃게 됩니다"라고 지적합니다. "따라서 데이터를 관리할 가장 최신의 가장 혁신적인 수단이 필요합니다. JMP Pro는 가장 혁신적이고 가장 효과적인 분석법을 사용하며, 그 점이 매우 중요합니다."

JMP Pro는 데이터 시각화 및 데이터 분석 모두에 도움을 줍니다. "제품 엔지니어들은 데이터 시각화에 의존할 수 있습니다." 데이터만 나열되어 있을 때보다는 훨씬 더 빠른 속도로 이미지를 읽고 이해할 수 있기 때문입니다. 그 덕분에 엔지니어들은 이상치 또는 연관성이나 문제를 빠르게 찾아낼 수 있습니다. Bergès에 따르면 쌍방향식 시각화 기능은 JMP에서 보다 훨씬 더 큰 역할을 담당합니다. NXP 전체 엔지니어들과 작업자들은 시각화 기능을 통해 일변량해석에서 다변량해석으로 역량을 확대할 수 있었습니다.

Bergès는 "이전에는 시험을 여러 번 했지만, 시각화 및 일변량해석에서 한 번에 단 한 가지 시험만 했습니다"라고 설명합니다. "지금은 한 가지 시험만 하는 것이 불가능합니다." 대신 NXP는 다변량 실험을 위해 데이터의 연관성을 찾아내야 합니다. "이러한 유형의 분석에는 고급 통계 및 분석법이 필요합니다. JMP Pro에서 사용할 수 있는 기능을 말합니다.

'코너 롯트' 시장 선도

JMP 소프트웨어를 통해 다양한 사용자들을 위한 데이터 분석이 가능한 반면, JMP Pro는 과학자 및 엔지니어를 위해 예측 모델링 및 교차타당화와 같은 고급 기능을 추가합니다. NXP에서 JMP Pro를 사용하는 중요한 방법은 자동차 반도체 "코너 롯트(corner lot)"의 제조 공정 가변성을 연구하는 것입니다.

칩 제작의 경우 "코너 롯트"는 실험 계획법(DOE)으로 극단적인 제작 매개변수를 시험합니다. 회로 설계의 품질을 검증하기 위해 칩 제조업체에서는 공정 매개변수를 극단으로 설정해 코너 롯트나 반도체 웨이퍼 세트를 제작합니다. 칩 제조업체에서는 전압 및 온도와 같이 다양한 환경 조건에서 이러한 웨이퍼로 만든 장치를 시험해 작동 한계를 파악합니다. NXP에서는 새로운 반도체를 개발할 때 코너 롯트 접근방식을 사용하여 제조 과정에서 발생할 수 있는 가변성을 종합적으로 분석합니다. 이를 통해 NXP에서는 제조 공정에서 발생할 수 있는 기술적 약점을 파악하고 수정할 수 있습니다.

Bergès는 "기존의 코너 롯트 접근방식에서는 많은 엔지니어링 로트를 사용했습니다. 자동차 밸브 드라이버 구성 요소의 경우 최대 75개가 넘고 각 매개변수를 개별적으로 평가했습니다"라고 지적합니다. "매개변수 간의 상호작용을 평가할 수 없다는 데서 한계가 있었습니다." JMP Pro를 사용하면 단일 로트에서 실제 코너 포인트를 평가할 수 있습니다. 결과적으로 NXP는 클래스 프로브 매개변수의 분산을 조절할 수 있습니다. 새로운 통계학적 분석법을 통해 모델링 및 예측이 가능합니다.

무결함 제조를 위한 여정

Bergès는 공정 개선을 위한 기법이자 도구로 잘 알려진 식스 시그마의 블랙 벨트(Black Belt) 인증을 받았습니다. 식스 시그마는 전 세계 NXP 부서 및 기업에 식스 시그마 훈련을 제공하는 Bergès에게 매우 중요합니다. 약 3,300명의 NXP 직원이 화이트, 옐로우, 그린, 블랙 또는 마스터 블랙 벨트를 받았습니다.

그리고 NXP에서 JMP Pro는 식스 시그마에 매우 중요합니다. Bergès는 "옐로우 벨트 커리큘럼의 경우 분포 및 표준 편차와 같은 간단한 개념을 다룹니다"라고 말합니다. "그린 벨트에서 블랙 벨트 훈련으로 넘어가는 과정에는 통계에 관해 많은 내용을 배워야 합니다. 그리고 NXP에서 제공하는 최고의 훈련은 JMP Pro를 사용해 이루어집니다."

NXP에서는 분산 분석(ANOVA) 및 회귀, 맞춤형 실험 설계, 현대적인 스크리닝 설계, 측정 시스템 분석, 변동 원인 분석 및 신뢰성을 포괄하는 다양한 식스 시그마 훈련에 JMP Pro를 사용합니다. Bergès는 "3년 전에 JMP를 활용해 이러한 교육과정을 개설했습니다"라고 말합니다. "그리고 이러한 교육과정이 NXP 내에서 그린 벨트 및 블랙 벨트 과정을 듣는 사람들을 위한 주요 교육과정으로 자리 잡았습니다."

NXP의 식스 시그마 훈련에서는 e-DMAIC(elimination-Define, Measure, Analyze, Improve, Control)라고 불리는 공정 품질 개선을 위한 데이터 기반 접근방식도 다룹니다. e-DMAIC가 식스 시그마의 핵심을 차지합니다. Bergès는 "사실, 그린 벨트 인증을 받으려면 e-DMAIC 접근방식을 사용한 개선 프로젝트를 수행해야 합니다"라고 말합니다. "이 e-DMAIC 프로젝트는 경영진의 인증을 받고 점수를 받아야 합니다. 이를 통해 습득한 지식을 실제 상황에 적용할 수 있는지를 확인하는 것입니다."

구조화된 문제 해결 프레임워크인 DMAIC가 잘 알려져 있지만, e는 현실에서 사고방식으로 자리 잡을 수 있는 근본 원인을 제거(elimination)하는 것을 말합니다. NXP와 Toyota 간의 공동 연구를 통해 개선이 이루어지고 있으며, 품질을 지속적으로 높이고 있습니다. NXP의 어디에서든 품질을 우선시하며, 그것은 NXP의 "종합적 품질" 개념의 핵심이다.

사용자에게 혜택 제공, 산업 성공 주도

NXP에서 JMP Pro를 사용하는 방법이 진화해 왔습니다. Bergès는 "JMP를 사용하기 전에 Minitab을 사용했습니다"라고 회상합니다." 그리고 대다수의 엔지니어가 엔지니어링 분석에서 호환성과 사용 편의성을 이유로 JMP를 선택했습니다.현재로서는 JMP를 포기할 생각이 전혀 없습니다. " 현재 JMP의 데이터 전문가 1,600명이 JMP 솔루션에 적극적으로 의존하고 있다.

JMP Pro의 장점 중 하나는 높은 수준의 통계학자와 초급 수준의 통계 훈련만 받은 엔지니어가 모두 효율적으로 사용할 수 있다는 것입니다. Bergès는 "Minitab을 사용하여 의미 있는 분석 결과를 생성하려면 통계학에 대한 일정한 지식을 갖춰야 합니다."고 말합니다. "하지만, JMP는 직관적이기 때문에 누구든지 유용한 분석을 할 수 있습니다. "또 다른 장점은 NXP가 JMP Pro를 사용하여 시험을 수행하고 공정을 최적화할 수 있도록 하는 효율성이다. "한 두 번의 클릭으로 가장 정확하고 완벽한 통계 분석을 할 수 있습니다. 대용량 데이터의 경우 Python을 사용하지만, 가장 빨리 결과를 보고 싶으면 프로그래밍이 필요 없는 JMP Pro를 사용합니다."

JMP Pro를 사용하여 반도체 설계 및 시험을 최적화하는 NXP의 역량은 NXP가 시장에서 선두 자리에 서도록 하는 데 도움이 될 것입니다. 자동차 산업의 변화 속도가 빨라지고 있는 가운데 새로운 솔루션을 신속하고 안정적으로 설계 및 제조할 수 있는 NXP의 역량은 점점 더 차별화 요인이 될 것입니다. Bergès는 "JMP Pro 없이 일하는 것이 불가능해질 것입니다."라고 말합니다.