最佳实践 | 智能存储支撑，杉岩MOS助国产大硅片跑出加速度

最近，某大型半导体制造企业H公司的产线人员小刘常常会遇到这样的抓狂处境——硅片产线质检图片数据部分文件夹无法打开，即使能查看的文件也需要等3分钟以上，严重影响质检效率。

订单生产急，产线不能停，存储系统升级成为头等大事。 

在中国，半导体大硅片，由于制造难度大且壁垒高，市场份额长期被欧日韩厂商所占据，供需格局一直紧张。加强自主创新，实现硅片国产化替代是我国实现强国梦的重要一环。这其中，H公司是目前国内极少数能量产12英寸（300mm）大硅片的半导体材料企业，产品广泛应用于显示器件、人工智能、车联网、可穿戴设备等领域。

随着中国大陆晶圆产线越来越多，产能的急剧扩充带来了对关键原材料硅片的庞大需求。为此，H公司努力突破产业短板，不断扩大产能，在产品生产上精益求精。其中，涉及核心生产系统的存储系统成为关注的焦点。

产线扩充，海量产线数据存储难题凸显

作为高端制造行业，半导体硅片行业使用了大量高精密仪器设备，生产过程中通过中央信息系统发出指令由机台设备自动运行。针对集成电路先进微纳制程对硅片的需求，为制造无位错、无原生缺陷、超平坦和优良纳米形貌的12英寸硅片。H公司采用了大量智能制造设备和技术，如工业机器视觉设备、良率分析系统，随着产线规模的不断扩大，以图片为主的大量非结构化数据产生，随之而来的产线数据存储难题凸显：

存储空间不足：在生产过程中历经拉晶、成型、抛光、清洗、外延等5大工艺，其中为了确保每个流程质量合格，产线通过工业机器设备完成质检，质检系统产生亿级数量的小文件数据，随着产线产能的不断扩大，预计未来三年，文件数量将达到10亿级以上，数据容量将达到百TB级别。现有NAS存储架构扩容成本高、且无法满足未来存储性能线性扩展的要求，运维管理效率低。

数据无法共享：YMS（良率管理系统）需要更高性能的底层存储平台，确保对机台数据解析和数据复制的同步性。受限于当下NAS存储特性，不同产线、设备和系统之间数据无法打通，系统采用传统的FTP服务器作为中转，在应用间传递数据，文件数量受限，繁琐耗时。

数据检索不便：在进行产线质量追溯时，原有存储系统只能通过文件名查找方式进行检索；例如目前在清洗工艺个别工序产生的文件数量达亿级，导致该工序对应文件夹无法打开，严重影响生产效率。

权限控制缺失：原有存储系统无法根据产线不同用户进行多用户的数据读/写权限控制，存在数据安全风险。

各个击破，杉岩MOS破解数据存储难题

面对产线机台量测数据的存储挑战，H公司决定部署一套稳定、可靠、高性能的存储系统来保障产线生产的高质量运行。经过对比，在众多的服务商中，H公司选择了深耕软件定义存储领域多年、在智能制造行业有着丰富实践经验的杉岩数据，共同打造产线数据存储资源系统，实现产线生产的连续、高效和智能化升级。

图 H公司半导体硅片产线数据存储架构图

采用杉岩MOS海量对象存储产品，全分布式存储架构，容量和性能可随节点数量线性增长，支持百亿级别文件数量，确保多并发、高带宽和低时延读写。根据产线数据保存时间和访问性能要求，基于硅片行业质量体系要求，配置数据生命周期管理策略，将产线数据保存18个月后，自动归档到后端磁带库。

建立统一的图片数据存储和管理平台，满足众多产线设备同时保存数据的需求。数据在线统一管理，支持跨应用的数据迁移，自动将原有NAS存储的数据迁移到MOS集群，解决原有NAS方案的文件数量限制。

使用杉岩MOS智能数据处理解决方案，将各类机器视觉设备生成的数据文件根据解析信息进行标签化，自动生成时间戳、工艺、工序、文件类型等标签信息，质量回溯时可根据标签快速检索特定文件，提升检索效率和速度。

为不同产线、不同工种人员设置不同的“读写删查”权限，保障数据安全性。

成效显著：性能大幅提升，秒级检索，部署时间节省60%

H公司与杉岩数据合作，使用杉岩MOS海量对象存储，取得了以下收益：

（1）分布式存储系统支持百亿级文件存储，全面解决了原有NAS存储方案的文件数量限制，满足未来产线数据存储需求。增加产线或者接入新的存储业务，只需要增加服务器，不中断业务，与原有NAS存储部署时间相比节省60%。

（2）建立了统一的文件数据存储和管理平台，高效的跨应用的数据迁移，运维更简单高效。结合数据生命周期管理，降低存储整体成本。

（3）解决了原有的检索数据慢、部分文件无法查看的问题。内置元数据和标签检索机制，快速调阅指定文件，质量回溯检索性能提升百倍，检索性能从分钟级提升到秒级，降低了TCO。

（4）基于产线人员灵活设置“读写删查”权限，提升了数据安全性。

硅片是半导体产业发展的基石，也是中国半导体产业“卡脖子”的环节。H公司坚持核心技术自主创新，携手杉岩数据，用智能存储技术提升智能制造水平，为迈向建设世界科技强国的征程贡献力量。