摘要
- 挑戰: 高昂成本與 OEM 不再支援，使傳統半導體設備難以融入自動化智慧晶圓廠。
- 解決方案: EIGEMBox 提供即插即用的 SECS/GEM 改裝方案，無需變更原始軟體，即可從現有硬體中擷取資料。
- 關鍵優勢: 快速實現棕地晶圓廠自動化、降低人工資料輸入錯誤、即時連接 MES。
- 技術: 透過感測器與通訊協議轉換進行非侵入式資料擷取，實現老舊半導體設備自動化。
- 成果: EIGEMBox 在符合現代工業 4.0 標準的同時，延長設備使用壽命。
前言
根據 SEMI（2023）報告，二手半導體設備市場估值約達 120 億美元，顯示產業對舊世代硬體的高度依賴。這些設備在物理層面仍可正常運作，但往往缺乏現代生產所需的「數位聲音」。許多工廠被迫使用高效能硬體，卻無法實現 EIGEMBox SECS/GEM 整合，導致設備對工廠中樞系統而言形同隱形。
走進一座棕地晶圓廠，彷彿置身博物館，卻仍必須達成 2025 年的產量目標。這些設備堅固耐用，但仍依賴紙本紀錄或早已過時的專有序列通訊協議。這種數位落差形成瓶頸，阻礙先進製程控制（APC）與即時良率監控的實施。
傳統半導體設備整合所累積的技術負債不只是小麻煩，而是對營運效率的重大消耗。當設備無法與製造執行系統（MES）通訊時，工程師只能手動收集資料，導致人為資料錯誤增加 5–10%（Gartner，2023）。EIGEMBox 透過軟硬體混合架構，扮演無聲設備的通用翻譯器，填補這個關鍵落差。
為何傳統設備保持沉默（以及這為何是問題）
OEM 的消失
目前仍在運作的許多設備，其原廠早已不存在或已被併購。即使 OEM 仍存在，也常對 SECS/GEM 改裝方案收取高額費用，甚至直接宣告設備「生命週期終止（EOL）」。結果是：硬體仍可使用，軟體卻成了無法打開的黑盒子。
人工介入的成本
缺乏適當的老舊半導體設備自動化，操作人員必須花費大量時間輸入批次 ID 與製程參數。McKinsey（2024）製造卓越研究指出，人工資料處理可能使整體設備效率（OEE）降低多達 15%，原因在於反應時間變慢與紀錄延遲。
EIGEMBox,通往棕地晶圓廠自動化的橋樑
EIGEMBox SECS/GEM 整合無需全面改寫設備 PLC 或重寫原始碼。它安裝於設備旁，從既有的警示燈、感測器與通訊埠擷取訊號，並將資料封裝為 MES 所需的 SECS/GEM（SEMI E4、E5、E30、E37）標準格式。
非侵入式資料擷取
此方法的核心在於「不干擾」理念。透過數位 I/O 與通訊協議嗅探，EIGEMBox 在不影響設備主要功能的情況下，捕捉狀態變化與製程參數。若設備天生無法通訊，EIGEMBox 便學會解讀其「肢體語言」，並轉換為流暢的 SECS/GEM。
快速部署時程
傳統軟體改裝往往需要數月的開發與測試。由於 EIGEMBox 是標準化平台，通常可將傳統 SECS/GEM 設備整合時程從數月縮短至數週，對於希望在不中斷整條產線的情況下完成現代化的晶圓廠至關重要。
EIGEMBox 的關鍵技術能力
在微影與蝕刻的世界裡，「老狗學新把戲」是可能的——前提是你有合適的工具。EIGEMBox 正是那個智慧介面，能將「啞巴」設備轉變為智慧資產。
通訊協議轉換與支援
系統支援多種傳統介面，包括：
- RS-232 / RS-485 序列通訊
- 離散數位 I/O（24VDC）
- 類比訊號（0–10V 或 4–20mA）
- TCP/IP（適用於較新但非標準化的設備）
完全符合 SEMI 標準
資料擷取後，會對應至標準 SECS/GEM 變數，包括狀態變數（SV）、資料變數（DV）與設備常數（EC）。對 MES 而言，一台 30 年前的回焊爐與全新的電漿蝕刻機並無差異。
比較分析：改裝 vs. 更換設備
特性 | 更換傳統設備 | EIGEMBox SECS/GEM 整合
資本支出（CAPEX） | 高（50 萬–500 萬美元以上） | 低（1 萬–3 萬美元）
導入時間 | 6–18 個月 | 2–4 週
製程重新認證 | 必要（且繁複） | 幾乎不需要
資料完整度 | 原生 | 高（透過硬體對應）
投資回收期 | 3–5 年 | 少於 6 個月
對工廠效能的實際影響
棕地晶圓廠自動化在現場的樣貌，是工程師在批次報廢前即收到傳統濺鍍設備真空洩漏的行動警示；也是管理者即時查看所有設備（不論新舊）使用率的儀表板。
降低「暗資料」
Statista（2024）指出，工業環境中近 60% 的資料未被分析。在半導體產業，這些「暗資料」代表著良率提升的潛在機會。透過 EIGEMBox SECS/GEM 整合，晶圓廠終於能照亮這些隱藏指標，並將其用於機器學習模型與預測性維護。
延長設備使用年限（LEL）
永續發展已成為企業策略核心。透過數位現代化將設備壽命延長 10 年，遠比報廢數噸精密設備再購置新機更環保。傳統半導體設備整合同時是一項環境策略與營運策略。
系統整合商的導入步驟
現場稽核與訊號對應
第一步是確認哪些實體訊號對應到特定 SECS/GEM 事件。例如，警示燈由綠轉為紅色閃爍，可能對應 GEM 介面中的「設備警報」事件。
設定與 MES 驗證
完成訊號對應後，透過網頁式介面設定 EIGEMBox。最後一步是完成通訊握手，確保 MES 能穩定地遠端控制設備並接收資料，且不發生封包遺失。
結論
工廠現代化不一定需要拆除重建與龐大預算。透過專注於 EIGEMBox SECS/GEM 整合，製造商可為既有設備注入新生命，將零散的「自動化孤島」轉變為完整整合、資料驅動的生態系。無論面對的是傳統 SECS/GEM 設備，或從未連接過網路的工具，邁向工業 4.0 的道路如今已全面開啟。
常見問題
不需要。此 SECS/GEM 改裝方案的主要優勢在於外部運作，只監控既有通訊線路或實體感測器，無需接觸傳統程式碼，也不影響 OEM 保固。
可以。對於極為老舊的設備，可使用外接感測器（如電流鉗或壓力感測器）直接接入 EIGEMBox 的類比與數位輸入，即使是純機械或類比系統也能實現自動化。
完全安全。即使傳統設備本身不符合現代資安標準，EIGEMBox 仍可作為安全閘道，在將資料送入工廠網路前套用現代網路安全協議，有效防護外部威脅。
