近年來,半導體設備商導入 SECS/GEM 全球標準時,不只是設備與上位系統基礎連線,晶圓廠自動化設備必須深度融入整體製程流程,透過即時的資料收集、事件回報與流程控制,讓 Fab 自動化系統能精準掌握設備狀態。
台達機電事業群產品管理資深課長陳敬中指出,設備商通常專注於自身工藝與機台控制邏輯,「真正的挑戰,在於如何將嚴謹的規格文件,轉化為設備端可開發、可測試、可驗證的自動化功能。」陳敬中分析,當設備進入半導體製造環境後,設備商除了要釐清通訊標準在不同情境下的資訊回報與訊息傳遞,更要理解 Fab 的自動化運作,包括自動物料搬運系統 (AMHS) 、跨設備互動,以及 SECS/GEM、GEM300 等標準對設備行為的規範。
面對蔡司台灣這類光學和光電學技術的領導設備品牌,要滿足客戶端先進封裝工具的自動化規格,如何將 Fab 使用者的操作需求、機台 know-how 與內部控制邏輯結合成軟體功能,往往需要投入相當時間進行需求轉譯與軟體實作。台達 DIASECS 半導體設備標準通訊及控制應用軟體,正是協助設備商降低這層導入門檻的重要支援。
收到 Spec 只是起點 從規格到設備行為的 SECS / GEM 導入挑戰
以蔡司台灣導入台達 DIASECS 為例,終端客戶提供的規範文件 ( Spec )通常只定義通訊標準、事件回報機制與資料交換方式,未涵蓋設備運作細節,設備商仍須自行規劃實際的設備行為與內部控制邏輯。例如:電子顯微鏡須持續監控實際位置,避免壓壞樣品。而在全自動化晶圓廠中,除了內部警報,設備還須透過 SECS/GEM 即時回報事件與狀態給上位系統,讓工廠能掌握風險並採取管理措施。
當設備商將上述控制需求納入自動化流程,便須與上位系統連動。例如:設備須即時回報鏡頭位置;鏡頭接近安全距離時,會立刻觸發通知;上位系統接受資訊後,會啟動警報、限制操作、甚至直接鎖住機台,防止損壞發生。陳敬中指出,設備商雖熟悉機台運作,卻未必了解 Fab 自動化系統中各個事件的優先順序與關鍵價值。若缺乏 Fab 場域經驗,即使充分掌握 Spec,也難以精準判斷設備行為、傳遞相應資訊,進而影響與自動化系統的整合效率。

台達扮演規格轉譯者,協助平衡需求與設備可行性
在此類專案中,台達除了提供 DIASECS 軟體產品,也同步提供顧問服務與導入支援。專案初期,台達透過多次技術會議協助蔡司台灣理解終端客戶的自動化需求與規格內容,釐清資料收集、事件回報與流程控制要求,並依據蔡司台灣的設備現況提供系統架構建議,提前規劃設備端與上位系統間的分工。
陳敬中提醒,Fab 端的自動化需求未必能在既有設備架構下實現,若未經評估便全面導入,易增加開發風險,影響專案時程。台達可協助雙方判斷在客戶需求與設備限制之間取得平衡,提高規格轉化為可實作功能的可行性,藉由豐富的 Fab 場域經驗,縮短需求理解到系統實作的距離。
產品選型上,蔡司台灣採用台達的 DIASECS-GEM Library,作為 SECS/GEM 通訊開發框架。陳敬中指出,這套 Library 是 SECS/GEM 與 GEM300 的通訊開發框架,專門處理繁複的底層通訊協定,DIASECS 將底層功能封裝於 Library 中,開發團隊無需從零撰寫 SECS/GEM 底層程式,可專注於設備控制邏輯與客製化功能的開發。
以前述電子顯微鏡的情境為例,當設備偵測到鏡頭接近安全範圍時,工程師只需在程式中呼叫對應 API 並帶入事件參數,即可完成標準化事件發送與資料上報,「Library 的價值在於把複雜的通訊協定與標準流程封裝起來,讓工程師得以專注於設備狀態判斷、動作流程、警報觸發條件與機台控制邏輯等部分。」
模擬驗證與組態工具 把 SECS/GEM 導入變成可驗證流程
為加速 SECS/GEM 的導入與驗證,台達 DIASECS 提供 FASimulator 與 ConfigTool 等輔助工具。FASimulator 可在辦公環境先行模擬 Host 端的通訊行為,工程師於開發過程中同步測試設備端訊息的正確性、上位系統的回應邏輯,進場前即可完成初步驗證,協助工程師在進場前發現通訊與回應邏輯問題,降低現場除錯負擔,提升工程師對開發成果的信心。
ConfigTool 則將部分 SECS/GEM 通訊任務轉化為組態設定工作,工程師透過圖形化工具完成參數設定與配置,實現對應的通訊功能。Raw Data 與 SML Log 則協助工程師檢視資料傳輸的實際樣態,便於判斷問題根源是訊息內容、參數設定,抑或設備端邏輯。此舉可透過標準化產品與顧問服務,讓 SECS/GEM 從自行摸索的底層通訊工程,轉化為一套可維護、可延伸的設備自動化基礎。
導入過程中,台達同步提供教育訓練、Sample Code 協助初次接觸 SECS/GEM 的開發人員快速建立開發能力。例如此次專案中,台達團隊即提供 Python 版範例程式,讓工程師能快速掌握 Library 呼叫方式及事件、資料上報實作方法,有效縮短開發週期。「台達在產品導入過程,也協助工程師建立 SECS/GEM 的基礎認知,使其導入完成後不僅能操作產品,也具備自主維護與後續擴充的技術能力,」陳敬中說明。

跨國團隊協作 建立共同技術語言
台達的跨國服務也是這次專案協作的重要條件之一。此專案中,蔡司台灣的 FAE 位於台灣,產品 PM 身在新加坡,設備軟體開發團隊在德國,協助導入 SECS/GEM 的軟體工程師駐地印度。除了技術導入,台達在專案前期透過多次會議,協助蔡司台灣釐清需求與終端客戶規格,並依設備端條件提出系統架構建議,找出導入過程中的關鍵問題與解決方向。同時協助各方建立共同認知,確保所有關係人理解自動化需求、通訊規範與設備行為之間的關聯,降低跨國溝通成本與認知落差。
陳敬中回顧,實際導入過程中,核心軟體開發約一個月完成,整體正式開發與驗證階段約歷時一季。完成導入、交由客戶自行運營後,主要開發工作由一位印度籍工程師負責執行,完成教育訓練後即能獨立執行,後續僅需透過線上會議進行少量技術諮詢。
相較於自行建置 SECS/GEM 平台需投入多人團隊研究標準、開發底層通訊模組及反覆驗證,DIASECS 有效縮短導入週期,提升開發效率。後續與客戶的互動及回饋也看到,專案完成後蔡司台灣後續僅由一位台灣 FAE 負責簡單的修改與組態調整,即可維持系統運作與功能擴充,無須持續投入專職軟體開發團隊進行維護。對設備商而言,這已轉化為一套可維護、可延伸的核心能力。
「這也是蔡司台灣當初選擇台達的關鍵因素。」陳敬中指出,作為國際級設備商,蔡司台灣在評估階段,除了審視產品功能與價格,也高度重視合作廠商的在地服務能力,以及方案能否支撐長期擴展需求。對設備商而言,這套從規格釐清、開發框架、模擬驗證到教育訓練的方法,可作為後續機型與不同客戶需求的導入基礎。



