在半导体制造生态系统中，工厂设备与主机系统之间可靠的通信对于生产效率、良率和自动化至关重要。SEMI E4，也称为 SECS-I（SEMI 设备通信标准 I），是实现这种通信的基础标准之一。
einnosys 专注于构建强大的设备自动化软件和 SECS-I 通信解决方案，帮助半导体工厂将传统设备和现代设备无缝连接到工厂主机系统。
什么是 SEMI E4 (SECS-I)
SEMI E4定义了 SECS-I 协议，这是一种串行、点对点通信标准，用于半导体设备和主机之间的消息传输。
SECS-I 的创建旨在让独立的设备制造商和软件供应商能够开发出无需了解彼此内部设计的专有或供应商特定知识即可进行通信的系统。
简而言之，SECS-I 回答了以下问题：
设备和主机之间应该如何进行物理和逻辑上的消息交换？
为什么SEMI E4在半导体制造中如此重要
半导体制造涉及晶圆制造、检测、测试、组装和封装等复杂流程。所有这些流程都依赖于精确的数据交换。
SEMI E4 可实现：
- 设备状态报告
- 过程数据传输
- 报警报告
- 来自主机系统的命令和控制
如果没有像 SECS-I 这样的标准化通信方法，将不同的工具集成到工厂自动化系统中将会成本高昂、速度缓慢且容易出错。
SECS-I 与消息内容标准 (SEMI E5)
了解 SEMI E4 (SECS-I)
了解SEMI E4 的定义范围以及它不包含哪些内容非常重要。
SEMI E4 的定义
- 物理连接器规格
- 电信号电平
- 通信速度（数据速率）
- 消息框架和协议
- 点对点串行通信行为
半导体E4不定义什么
- 消息数据的含义
- 设备行为
- 命令语义
为了构建信息结构和理解信息含义，SECS-I（SEMI E4）与以下系统协同工作：
- SEMI E5 – SECS-II 消息内容 (SML)
- 半 E30 – GEM（通用设备模型）
SECS-I 通信工作原理
基本通信模型
SECS-I 使用串行点对点数据通路，通常通过以下方式实现：
- RS-232的
- RS-422的
- RS-485的
在单个 SECS-I 链路上，只能有一个主机和一个设备进行通信。
让您的制造业面向未来
SECS-I 消息流
- 主机向设备发送SECS-I消息
- 该设备接收并验证消息
- 设备会以确认或回复消息进行响应。
- 错误处理在协议层进行管理。
这种受控握手确保了即使在嘈杂的工业环境中也能进行可靠的通信。
SEMI标准符合性
我们所有的集成服务均遵循SEMI E5 (SECS-II)、SEMI E30 (GEM)和SEMI E37 (HSMS)标准，确保您的工具满足马来西亚先进晶圆厂的严格要求。
einnosys SEMI 标准支持产品
制造及组装/测试/包装产品
- 在原有设备上添加和增强 SECS/GEM – EIGEMBox 和 EIGEM-HMI
- 在传统设备上添加 E84 和 E87 功能 – EIGEMBox
- 基于人工智能/机器学习的健康监测和预测性维护 – XPump
- 工厂主机 – EIStationController
- 食谱管理系统 – EIRMS
- 基于人工智能/机器学习的智能FDC及预测分析——SeerSight
- 模拟仪表监控 – EIGaugeMonitor
- 设备模拟器 – EIGEMSim
- 工厂主机 SDK – EIGEMHost 和 EIGEM300Host
- 化学品管理 – EIBarcodeGuardian
- 备件及供应商管理 – EICMMS
SEMI E4 (SECS-I) 的主要技术特性
物理层定义
SEMI E4 明确定义
- 连接器引脚排列
- 电压等级
- 信号时序
这样可以确保不同厂商硬件的兼容性。
逻辑协议层
SECS-I 规定
- 消息块
- 标头格式
- 校验和验证
- 重试和超时机制
这使得即使在速度较慢的串行线路上也能可靠地传递信息。
确定性通信
与基于以太网的协议不同，SECS-I 提供可预测的时序，这对于某些传统工具和较旧的晶圆厂环境非常有用。
SECS-I 的典型应用案例
SECS-I 仍然被广泛使用
- 传统晶圆加工工具
- 计量设备
- 组装和包装机械
- 没有以太网基础设施的旧晶圆厂
许多半导体工厂仍在运行几十年前的老旧但至关重要的设备。SEMI E4 使这些设备能够在现代自动化架构中保持高效运行。
使用 SEMI E4 的设备自动化软件
在软件层面，设备自动化软件实现了 SEMI E4，从而实现了工厂工具与主机系统之间的通信。
核心功能包括
- SECS-I 协议栈实现
- 消息解析和验证
- 错误处理和重试
- 与 GEM（SEMI E30）等更高级别的标准接口
At 艾诺系统我们设计并部署支持自动化的软件
SECS-I、HSMS 和 GEM 完全合规性，确保长期可扩展性。
SECS-I 的典型应用案例
技术示例：SECS-I 通信实践
EventXtra XNUMX大解决方案
半导体制造厂使用较旧的晶圆检测工具，该工具仅支持 SECS-I 通信。
通讯流程
主机发送命令
- 向设备请求批次状态
SECS-I 信息传输
- 消息被分成多个块
- 每个数据块都包含校验和和序列信息
设备响应
- 发送检测结果和状态数据
数据处理
- 艾诺系统 软件将SECS数据转换为MES兼容格式
卓越
- 检测工具 → SECS-I (RS-232)
- 主机系统 → 制造执行系统 (MES)
- einnosys SECS-I 设备控制器充当中间件
成果
- 实时查看检测数据
- 无需更换硬件
- 传统工具集成到现代工厂自动化中
SECS-I 的典型应用案例
SECS-I 与现代协议
虽然SECS-I系统可靠，但它也存在局限性：
- 较低的数据速率
- 仅限点对点
- 不支持原生以太网
现代晶圆厂通常更倾向于使用基于 TCP/IP 协议的HSMS（SEMI E37） 。然而，在设备升级不可行的情况下，SEMI E4仍然是必不可少的。
选择 einnosys 的 SECS-I 解决方案的优势
- 深厚的半导体领域专业知识
- 符合标准的SECS-I实现
- 拥有使用传统工具和现代工具的丰富经验
- 可扩展架构，便于未来升级
einnosys在SEMI E4实施中的作用
在einnosys，我们通过提供以下服务来帮助半导体制造商和OEM厂商：
定制化 SECS-I 软件开发
- 协议栈设计
- 设备控制器软件
- 主机接口应用程序
传统设备现代化
- SECS-I 到 HSMS 的衔接
- 与 MES 和分析平台集成
工厂自动化与预测性维护
- 从SECS-I设备中提取数据
- 可用于分析的数据管道
SEMI E4（SECS-I）
SEMI E4 (SECS-I) 是半导体设备通信领域的基石标准。它能够实现可靠、厂商中立的消息传输，并在设备自动化中持续发挥着至关重要的作用。
通过将 SECS-I 专业知识与现代软件工程相结合，einnosys 帮助制造商弥合传统设备与智能工厂自动化之间的差距，而无需不必要的成本或风险。
如果您正在寻求集成、现代化或扩展基于 SECS-I 的设备，einnosys 已准备好支持您的自动化之旅。
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常见问题解答 (FAQ) – SEMI E4 (SECS-I)
什么是 SEMI E4 (SECS-I)？
SEMI E4 定义了 SECS-I 通信协议，这是一种串行点对点标准，用于在半导体加工设备和主机系统之间交换消息。它规定了消息的传输方式，但没有规定消息的内容。
SECS-I (SEMI E4) 和 SEMI E5 有什么区别？
SEMI E4 (SECS-I) 定义了消息传输机制，包括物理和逻辑通信规则。SEMI E5 定义了消息内容和结构。这两个标准协同工作，实现了完整的设备通信。
哪些类型的设备使用SECS-I？
SECS-I 通常用于：
- 晶圆制造设备
- 计量和检测工具
- 组装和包装机械
- 不支持以太网的传统半导体工具
SECS-I 在现代半导体制造厂中仍然使用吗？
是的。虽然较新的工具采用基于以太网的HSMS，但由于设备寿命长且可靠性久经考验，SECS-I仍然在传统晶圆厂和混合晶圆厂中广泛使用。
SECS-I 支持哪些通信接口？
SECS-I 通常运行在：
- RS-232的
- RS-422的
- RS-485的
它采用主机与设备之间的串行点对点通信模型。
SEMI E4 是否定义了消息的含义？
不，SEMI E4 标准并未定义消息含义或设备行为。消息解释由 SEMI E5 和 SEMI E30 (GEM) 等标准定义。
SECS-I 与 HSMS 有何不同？
SECS-I 使用串行通信，采用点对点连接；而 HSMS（SEMI E37）基于 TCP/IP 协议，支持更高的传输速度和更好的可扩展性。然而，对于一些老旧设备而言，SECS-I 仍然是必不可少的。