半導体製造のエコシステムにおいて、工場設備とホストシステム間の信頼性の高い通信は、生産性、歩留まり、および自動化にとって極めて重要です。SEMI E4(SECS-I:SEMI機器通信規格Iとも呼ばれる)は、この通信を可能にする基盤となる規格の一つです。
einnosysは、半導体製造工場が従来型および最新の設備を工場ホストシステムにシームレスに接続できるよう支援する、堅牢な設備自動化ソフトウェアとSECS-I通信ソリューションの開発を専門としています。
SEMI E4(SECS-I)とは何ですか?
SEMI E4は、半導体製造装置とホストコンピュータ間のメッセージ転送に使用されるシリアル・ポイントツーポイント通信規格であるSECS-Iプロトコルを定義している。
SECS-Iは、独立した機器メーカーとソフトウェアベンダーが、互いの内部設計に関する独自の知識やベンダー固有の知識を必要とせずに通信できるシステムを開発できるようにするために作成されました。
簡単に言うと、SECS-Iは次の質問に答えるものです。
機器とホスト間で、メッセージは物理的および論理的にどのように交換されるべきでしょうか?
半導体製造においてSEMI E4が重要な理由
半導体製造は、ウェハー製造、検査、テスト、組み立て、パッケージングといった複雑な工程から成り立っています。これらの工程はすべて、正確なデータ交換に依存しています。
SEMI E4 は以下を可能にします:
- 機器の状態報告
- プロセスデータ転送
- アラーム報告
- ホストシステムからのコマンドと制御
SECS-Iのような標準化された通信方法がなければ、さまざまなツールを工場自動化システムに統合するには、コストがかかり、時間がかかり、エラーが発生しやすくなるだろう。
SECS-Iとメッセージコンテンツ標準(SEMI E5)の比較
SEMI E4(SECS-I)の理解
SEMI E4が何を規定し、何を規定しないのかを理解することが重要です。
SEMI E4の定義
- 物理コネクタの仕様
- 電気信号レベル
- 通信速度(データレート)
- メッセージの枠組みとプロトコル
- ポイントツーポイントのシリアル通信動作
SEMI E4が定義していないこと
- メッセージデータの意味
- 機器の動作
- コマンドの意味論
メッセージの構造と意味については、SECS-I(SEMI E4)は以下と連携して動作します。
- SEMI E5 – SECS-IIメッセージ内容(SML)
- SEMI E30 – GEM(汎用機器モデル)
SECS-I通信の仕組み
基本的なコミュニケーションモデル
SECS-Iは、通常以下の方法で実装されるシリアルなポイントツーポイントのデータパスを使用します。
- RS-232
- RS-422
- RS-485
SECS-Iリンク1本上で通信できるのは、ホスト1台と機器1台のみです。

製造業の将来性を確保する
SECS-I メッセージフロー
- ホストは機器にSECS-Iメッセージを送信する
- 機器はメッセージを受信して検証する
- 機器は確認応答または返信メッセージで応答する。
- エラー処理はプロトコルレベルで管理されます
この制御されたハンドシェイクにより、騒がしい産業環境下でも信頼性の高い通信が確保されます。
SEMI規格への準拠
当社のすべての統合サービスは、 SEMI E5(SECS-II)、SEMI E30(GEM)、およびSEMI E37(HSMS)規格に準拠しており、お客様のツールがマレーシアの先進的な半導体工場の厳しい要件を満たすことを保証します。
einnosysのSEMI規格サポート製品
製造・組立・試験・包装製品
SEMI E4(SECS-I)の主な技術的特徴
物理層の定義
SEMI E4は明確に定義しています
- コネクタのピン配置
- 電圧レベル
- 信号タイミング
これにより、ベンダー間のハードウェア互換性が確保されます。
論理プロトコル層
SECS-Iは、
- メッセージブロック
- ヘッダー形式
- チェックサム検証
- 再試行およびタイムアウトメカニズム
これにより、低速なシリアル回線でもメッセージの確実な配信が可能になります。
決定論的通信
イーサネットベースのプロトコルとは異なり、SECS-Iは予測可能なタイミングを提供するため、特定のレガシーツールや古い製造環境にとって有用です。
SECS-Iの典型的な使用例
SECS-Iは今でも広く使われています
- 従来のウェハ処理ツール
- 計測機器
- 組立・包装機械
- イーサネットインフラのない旧式のファブ
多くの半導体工場では、数十年前の設備が依然として稼働しているものの、それらは業務遂行に不可欠なものです。SEMI E4は、これらの設備が最新の自動化アーキテクチャの中で生産性を維持することを可能にします。
SEMI E4を使用した機器自動化ソフトウェア
ソフトウェアレベルでは、設備自動化ソフトウェアはSEMI E4を実装することで、工場設備とホストシステム間の通信を可能にする。
主な機能には以下が含まれます
- SECS-Iプロトコルスタックの実装
- メッセージの解析と検証
- エラー処理と再試行
- GEM(SEMI E30)などの上位規格とのインターフェース
At エインノシス私たちは、以下のような自動化ソフトウェアを設計・展開しています。
SECS-I、HSMS、およびGEMへの完全準拠長期的なスケーラビリティを保証します。
SECS-Iの典型的な使用例
技術例:SECS-I通信の実践例
シナリオ
半導体製造工場では、SECS-I通信のみをサポートする旧式のウェハー検査装置が使用されている。
通信の流れ
ホストがコマンドを送信する
- 機器からロットステータスを要求します
SECS-Iメッセージ送信
- メッセージはブロックに分割されます
- 各ブロックにはチェックサムとシーケンス情報が含まれています。
機器が反応する
- 検査結果とステータスデータを送信します
データ処理
- エインノシス このソフトウェアはSECSデータをMES対応フォーマットに変換します。
結果
- 検査データのリアルタイム可視化
- ハードウェアの交換は不要
- レガシーツールを最新の工場自動化システムに統合
SECS-Iの典型的な使用例
SECS-Iと最新プロトコルの比較
SECS-Iは信頼性が高いものの、限界もある。
- データレートが低い
- ポイントツーポイントのみ
- ネイティブイーサネットはサポートされていません
現代の半導体製造工場では、TCP/IP上で動作するHSMS(SEMI E37)が好まれることが多い。しかし、設備のアップグレードが困難な場合、 SEMI E4は依然として不可欠な存在である。
einnosysをSECS-Iソリューションに選択するメリット
- 半導体分野における深い専門知識
- 標準規格に準拠したSECS-I実装
- 従来型ツールと最新ツールの両方に関する実績
- 将来のアップグレードに対応するスケーラブルなアーキテクチャ
SEMI E4実装におけるeinnosysの役割
einnosysでは、半導体メーカーやOEMを支援するために、
カスタムSECS-Iソフトウェア開発
- プロトコルスタック設計
- 機器制御ソフトウェア
- ホストインターフェースアプリケーション
既存設備の近代化
- SECS-IからHSMSへの橋渡し
- MESおよび分析プラットフォームとの統合
工場自動化と予知保全
- SECS-I機器からのデータ抽出
- 分析対応のデータパイプライン
SEMI E4 (SECS-I)
SEMI E4(SECS-I)は、半導体製造装置通信における基幹規格です。信頼性の高い、ベンダーに依存しないメッセージ転送を可能にし、装置の自動化において重要な役割を果たし続けています。
einnosysは、SECS-Iの専門知識と最新のソフトウェアエンジニアリングを組み合わせることで、製造業者が不必要なコストやリスクを負うことなく、従来の設備とスマートファクトリーオートメーションの間のギャップを埋めるお手伝いをします。
SECS-Iベースの機器の統合、近代化、拡張をご検討されている場合は、einnosysがお客様の自動化への道のりをサポートいたします。
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よくある質問(FAQ) – SEMI E4(SECS-I)
SEMI E4(SECS-I)とは何ですか?
SEMI E4は、半導体製造装置とホストシステム間でメッセージを交換するために使用されるシリアル方式のポイントツーポイント通信プロトコルであるSECS-Iを定義しています。この規格はメッセージの転送方法を規定していますが、メッセージの内容は規定していません。
SECS-I(SEMI E4)とSEMI E5の違いは何ですか?
SEMI E4(SECS-I)は、物理的および論理的な通信規則を含むメッセージ伝送メカニズムを定義します。SEMI E5は、メッセージの内容と構造を定義します。これら2つの規格は連携して、機器間の完全な通信を実現します。
SECS-Iはどのような機器で使用されますか?
SECS-Iは一般的に以下の用途で使用されます。
- ウェハ製造装置
- 計測および検査ツール
- 組立・包装機械
- イーサネットをサポートしていない従来の半導体製造装置
SECS-Iは現代の半導体製造工場でもまだ使用されていますか?
はい。最新のツールではイーサネットベースのHSMSが使用されていますが、SECS-Iは機器のライフサイクルが長く、信頼性が実証されているため、従来型およびハイブリッド型のファブで依然として広く使用されています。
SECS-Iはどのような通信インターフェースをサポートしていますか?
SECS-Iは通常、以下の範囲で動作します。
- RS-232
- RS-422
- RS-485
これは、1つのホストと1つの機器の間で、シリアルなポイントツーポイント通信モデルを使用します。
SEMI E4はメッセージの意味を定義していますか?
いいえ。SEMI E4はメッセージの意味や機器の動作を定義していません。メッセージの解釈は、SEMI E5やSEMI E30(GEM)などの規格によって定義されます。
SECS-IはHSMSとどう違うのですか?
SECS-Iはシリアル通信を使用し、ポイントツーポイント接続ですが、HSMS(SEMI E37)はTCP/IP上で動作し、より高速で拡張性に優れています。ただし、旧型の機器ではSECS-Iが依然として不可欠です。