요약

  • 특징: 레거시 또는 비표준을 현대 반도체 및 구리 제조 공장의 자동화 시스템에 연결하는 것은 가장 어려운 주제 중 하나입니다. 
  • 기준: SECS/GEM(SEMI Equipment Communications Standard/Generic Equipment Model)은 현대적으로 호스트-장비 통신을 위해 다루려는 표준적인 경우입니다. 
  • 목표 : 이 가이드는 공장 개조 엔지니어 및 OEM 장비 제작자가 원래 SECS/GEM 기능이 없는 장비에 SECS/GEM 통합을 가능하게 할 수 있도록 기능을 제공합니다.
  • 해결책: 해결책은 보통 “GEM Wrapper” 또는 “Gateway”라고 하는 노드 노드를 생성하여 장비의 고유 제어 신호를 포함된 SECS/GEM으로 변환하는 것입니다.
  •  주요 단계: 제어 지점 식별, 이벤트 및 알람 매핑, 새로운 HCI(호스트 통신 인터페이스)가 있다는 것과 SECS/GEM 규정 준수 여부를 테스트하는 단계가 포함됩니다.

소개

및 반도체 제조 산업은 정밀한 성과를 거두는 통신로 운영됩니다. 통합의 핵심에는 SECS/GEM(SEMI Equipment Communications Standard/Generic Equipment Model)이 구현되고, 중앙 호스트 컴퓨터(MES 등)가 생산 장비를 관리하고 모델링할 수 있도록 수용할 수 있는 범위의 국제 기준이 적용됩니다.

그러나 모든 장비가 이 언어를 유창하게 구사하는 것은 아닙니다. 표준 현대 이전에 제작된 레거시 장비, 독자적인 인터페이스를 갖춘 맞춤형 장비, 소형 OEM 장비 등은 기본적으로 SECS/GEM을 지원하지 않습니다. 이러한 "non-GEM" 장비를 통합하는 최신의 환경에 통합하는 것은 설비 정비사가 접근해야 하는 임무입니다.

McKinsey & Company(2023)의 반도체 제조 방법에 따르면 레거시 장비를 자동화하면 처리량과 가동 시간 측면에서 20% 어색해지지 가능하다고 합니다. 통합의 경제적 가치가 매우 높다는 의미입니다.

문제는 다음과 같습니다:
실제로 이 커뮤니케이션은 어떻게 되었나요?

이 가이드는 내부 API, 포트 포트, TCP/IP 소켓, PLC I/O 등 어떤 고유한 인터페이스를 사용하는 장비라도 SECS/GEM 통합을 포함할 수 있도록 기능을 추가하는 기능을 제공합니다. 목표는 기존 장비에 대한 완전한 통합 환경에 통합된, SECS/GEM 준수 장비로 간주될 것입니다.

Non-GEM 문제: 통합이 필요한 이유

마치 거짓말처럼·고자본 산업에서 장비가 자신의 상태를 통신하지 않는다는 것은 곧 비용이 발생한다는 의미입니다.

Non-GEM 장비는 다음과 같은 문제를 감시합니다:

  • 수동 데이터 수집기
  • 후속 조치 지연
  • MES가 중요한 공정성을 가질 수 없음

따라서 호스트 통신 인터페이스(HCI)는 필수입니다.

연결 끊김 인터페이스: 일반 Non-GEM 인터페이스 인식

솔루션으로 찾기 위해서는 어떤 언어를 사용하는지 이해하는 것이 중요합니다. 통합 부분(Wrapper)은 이 언어를 "듣고" SECS/GEM으로 번역해야 합니다.

독점 API/SDK:

 대형 OEM 장비는 TCP/IP 기반의 보호 장비(API 또는 SDK)를 제공할 수 있습니다. 구조화되어 있어서는 막을 수 없습니다.

처리 방법:

 Modbus, EtherNet/IP, Profibus 등 PLC 기반 제어용 서버를 사용할 수 있습니다.

일반 I/O 및 직렬 포트:

 레거시 장비는 디지털/아날로그 I/O, RS-232 통신 기반의 경우에 있습니다.
예: “실행 중,” “오류,” “준비됨”

데이터베이스 폴링:

특정 장비의 상태/제어 정보를 SQL 기반 DB(MSSQL, MySQL)에 기록하는 방식이 있을 수 있습니다.

주요 문제는 다음과 같습니다:
대표 인터페이스는 SEMI 표준 메시지 구조(SECS-II 등)를 부가적으로 제공합니다.

연결 구축: SECS/GEM 운영

비표준 장비를 GEM 호환 장비로 만드는 것이 가장 현실적이고 일반적인 것은 "GEM Wrapper" 또는 "SECS Gateway" 소프트웨어를 구축하는 것입니다.

GEM의 핵심 역량

Wrapper는 다음 두 가지 역할을 수행할 기능을 수행합니다.

호스트-장비(MES 다운스트림):

  • SECS/보석 메시지 수신 (예: S2F41: 호스트 명령 보내기)
  • 이는 내부적으로 이해되는 형식으로 변환됩니다.
  • 예: 고유 API에 문자열 문자열

장비호스트(MES 업스트림):

  • 장비의 인터페이스 인터페이스
    (예: Modbus 대체 폴링, 포트 포트 청취)
  • 상태가 변하는 현상이 발생하고 SECS/GEM통화로 변환됩니다
    (예: S6F11: 이벤트 보고서)

이 부분은 게스트 인터페이스의 스위치를 숨기고 호스트에는 “완전한 SECS/GEM 장비” 보이처럼 도와줍니다.

SECS/GEM 통합을 위한 실제 참여 흐름

통합 작업은 구조화 엔지니어링 프로세스를 따라야 하며 특히 데이터 매핑과 처리 설계가 중요합니다.

1단계: 기본 인터페이스 자료 조사 및 데이터 매핑

첫 번째 단계는 가장 많은 시간이 소요되는 인터페이스 구조를 완벽하게 분석하고 상세 데이터 맵을 만드는 것입니다.

A. 통제점 문제

호스트가 장비에 보낼 수 있는 기하학적 정의
예: 시작, 정지, 일시 정지, 취소, 레시피 다운로드

B. 장비 활동 매핑(데이터 항목)

호스트가 모니터하는 주요 가치
예:

  • 현재 레시피 이름
  • 챔버 온도($T_{Chamber}$)
  • 웨이퍼 개수
  • 산소 유량
  • 상태 (대기, 설정 중, 실행 중, 중단됨)

각 항목에 SECS ID(EVID, CEID, SVID) 부여

C. 이벤트 및 알람의 정의

장비 상황(Event), 비정상 상황(Alarm)을 매핑
예:

  • 이벤트: 프로세스 시작 → 네이티브 코드 100 → GEM CEID 501
  • 경보: 과열 → 기본 오류 T-99 → GEM ALID 1021

일화:

 레거시 문서는 종종 30년 전 돌에 새겨진 것 같습니다.
“Wafer Out 신호가 있다는 것이 LED라고요?” 같은 순간이 자주 발생합니다.

이 문서 매핑가 해당 비표준 장비의 일반 장비 모델이 적합합니다.

2단계: GEM 개발 및 구현

매핑이 종료되면 소프트웨어 개발 단계로 이동합니다.
C#, Java, Python 등의 고급 언어 + SECS/GEM SDK 사용을 강력히 권장합니다.

본문의 논리

예: S2F49: 장비 상수 쓰기 처리 절차

  • ECID 확인 (예: ECID 100 = $T_{set}$)
  • SECS 메시지에서 가치 추출
  • 인터페이스 인터페이스 형식으로 변환
    (예: Modbus 레지스터 40001 쓰기)
  • 장비의 복합적 분류
  • 성공/실패 ACK를 S2F50으로 돌아갑니다

상태가 유지됨

래퍼는 SECS/GEM 장비 상태 모델을 구현해야 합니다.
SEMI E30에서 정의된 유한 상태 기계(FSM)입니다.

예:
$EQP_IDLE → EQP_RUN → EQP_SETUP$

Wrapper는 내장 인터페이스를 모니터링하여 장비 활동을 기반으로 상태를 전환해야 합니다.

3단계: 규격 준수 및 검증 검증

노트북 통합에서는 테스트가 개발보다 더 중요합니다.

규정 준수 테스트

  • SECS/GEM을 사용하여 모든 메시지/쿼리 테스트
  • 이벤트/알람/ 선발하고 소수민족 확인
  • OEM 고급의 SECS/GEM 경쟁력이 충분합니다.

스트레스 테스트

  • MES가 본체수로 요청을 보내도 정체되어야 함
  • 데이터 유실, 크래시 없어야 함

분해 및 복구 테스트

예:

  • 네트워크 중단김
  • 공정한 전원 다운
  • 커뮤니케이션 타임아웃

Wrapper는 SEMI E30의 링크 테스트 및 복구 절차를 구현해야 합니다.

재미있는 일화:
 어떤 것이 승객간 버그를 찾았다는 사실은 결국 원인이 "시리얼 케이블을 사용하여 휴대폰 충전을 한 것"이라는 사실을 발견했다는 것입니다.
우주 물리 층부터 확인하세요!

맞춤화의 역할과 설비 통합의 미래

Non-GEM 통합 프로젝트는 장비를 모두 제외합니다.
MES가 요청하는 상황에 따라 갑자기 커스터마이징이 필요합니다.

기본 통합 그 이상: 고급 GEM 기능

기본 통신이 구축된 기능을 구현하는 장비의 가치를 최대화할 수 있습니다.

근로자 관리(S7F1–S7F26)

  • MES가 업로드/다운로드/관리
  • 매뉴얼 입력 → 설명

변환기 및 추적(S6F1, S2F23)

  • SPC용 필터수 데이터 수집기
    예: 100ms마다 챔버 압력

공정한 공정 선택

  • 매일 생산되는 작업 버전의 변경

이 능력은 가상을 넘어서는 것입니다
실제 폐루프 제어(Closed-loop Control)
 그것이 바로 그것입니다.

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결론

GEM Wrapper를 사용하는 Non-GEM 장비 통합은 엄청난 작업장을 작동할 수 있게 되면서 극복해야 하는 작업입니다.
데이터 매핑 → 래퍼 개발 → 규격 준수 테스트까지 방법론적으로 수행하는 레거시/비표준 장비도 최신 상태로 품질을 관리할 수 있습니다.

군의 생활을 연장하고 특별함을 크게 높이려면 SECS/GEM 통합 비용을 여러 번 상쇄하는 투자입니다.