上海芯超吴炯毅：K-GLOMIS BOX助力工厂生产自动化

2022/09/15

近日，2022世界半导体大会在南京隆重举办，芯享科技旗下的子公司——上海芯超自主研发的K-GLOMIS BOX凭借技术创新性以及在市场应用上取得的突破性成绩，荣获2022世界半导体大会暨南京国际半导体博览会“2022十大芯势力产品”的奖项。
上海芯超副总吴炯毅受邀参加了8月19日举办的“IC Future 2022”芯势力产品发布会，并以《K-GLOMIS Box工业物联网解决方案》为主题进行了演讲。吴炯毅指出，目前国内大部分工业设备由于通信协议及通讯端口不统一，造成上位系统获取数据困难或数据缺失，导致工厂自动化推行不易。为此，上海芯超自主研发了K-GLOMIS 系列产品，为国产工业设备提供全面的工业物联网解决方案，帮助国产工业设备与工厂自动化系统建立标准通讯及获取更多生产数据，进

一步实现工厂生产自动化。

为何国产工业设备商数据采集如此困难？

“上海芯超的母公司无锡芯享信息科技有限公司是国内领先的半导体CIM解决方案服务商，在研发和实施MES和EAP等系统时，我们发现大部分的国产工业设备不具备SECS/GEM标准通讯功能，形成通讯孤岛；同时，随着工厂数字化的提升，设备上的监测盲点也会显现出来，造成生产数据缺失，导致产品良率无法提升，自动化程度无法提高。”据吴炯毅介绍，“设备商也并非不清楚这些问题。但是，一来国内的部分设备生产厂商对于SECS/GEM通信协议的了解不够，且并非每家设备厂商都有足够的软件开发能力；二来厂商直接从国外购买License来实现，但是限制较多，价格也较高昂。”吴炯毅表示。

正是基于半导体工厂中的自动化痛点以及市场对于统一高性价比通信方案的需求，上海芯超研发了K-GLOMIS BOX，为解决工业设备与工厂自动化系统的沟通障碍，同时为工厂提供更多的生产数据，加速实现工厂自动化提供解决方案。K-GLOMIS BOX目前采用“一硬两软”的设计方案，硬件部分具备多种通讯接口及供电分配管理、高效传输、通过简易的设定，传感器可达到即插即用、可靠的电气性能和抗干扰性能等特点。软件部分，SECS/GEM通讯一体化解决方案K-GLOMIS Edge，旨在为设备建立SECS/GEM标准通信，让设备与工厂自动化系统建立通讯；数据采集解决方案K-GLOMIS UA，旨在为工厂提供更多的设备监测数据，提高产品良率及设备稼动率，全面实现半导体工厂自动化。

K-GLOMIS Edge如何帮助工厂设备达到通讯一体化？

除了能够简化工厂设备与管理系统间的对接流程，K-GLOMIS Edge的出现在某种程度上来说也是在帮助国产设备提高国际竞争力。因为国内的工业制造相较西方国家起步较晚，很多设备厂商在生产设备之初没有统一设备的对外通信协议，这样造成的后果就是十家设备商有九家生产出来的设备用的都是不同的通讯端口。对购买设备的工厂或集成商来说，后续对接这些设备及软件系统需要花费的人力物力的代价就十分高昂，甚至只能找海外的方案解决商来制定解决方案。

现如今，中国的工业发展尤其是半导体的生产制造仍有部分受制于西方发达国家，上海芯超希望K-GLOMIS系列产品的上市能够帮助国内工厂摆脱目前的困局。为了帮助大家更好地理解K-GLOMIS Edge的应用，吴炯毅现场列举了实际的应用案例——某国产半导体设备厂商的烘烤设备，设备控制方式为PLC，由于设备缺少SECS/GEM标准通讯功能，致使设备无法与厂内EAP系统连接，导致整体生产状况及数据无法实时监控且生产数据无法有效运用。于是芯超团队基于三菱MC TCP通信协议进行设备的点位信息与box的数据连接，通过K-GLOMIS Edge的转换，将设备数据转换成SESC/GEM标准协议对外进行信息交互。”

K-GLOMIS UA如何帮助半导体工厂实现生产自动化？

K-GLOMIS UA的应用是为了进一步进行设备的数据挖掘，改善生产条件及提升良率。通过在设备上新增传感器来弥补生产数据的缺失及监控生产状况，为设备环境与设备完整度提供物联网监控。吴炯毅对这一功能也进行了简单说明：“在晶圆生产现场，机台手臂在运行或取片的过程中有时会出现异常情况。如果机台手臂直接撞上FOUP也许只会造成两三片晶圆的损毁，我们比较担心的是机械手臂取片时高度出现些微异常，此些微异常是设备的监控盲点，而这一异常会导致手臂取片时致使wafer轻微刮伤而没能及时发现，造成生产出大量异常片。”

针对这个问题，芯超的改良方法是：每次在FOUP进机台时会进行“mapping”这个动作，此动作是为了确认晶圆的数量和对应的位置。机台上可以外挂一个传感器，来监控机台手臂每次mapping的高度。每次在mapping的数据会上传至K-GLOMIS UA，并通过系统进行历史数据的分析并监控，以达到日常监控及异常预判的目的。这样可以提前避免机械手臂异常造成晶圆损伤及大量破片的情形。“我们把这些东西变成可视化数据，通过数据的有效运用，达到稳定产能,提高生产品质的目的。”吴炯毅说到。

最后，吴炯毅总结道：“当现场的数据与K-GLOMIS BOX结合时，会产生这些效益：一，根据前端设备获取的大量数据进行制程的优化和产品良率的提升；二，实时的监控能够稳定地保持生产条件，稳定产能；三，我们的系统用数据建模方式，来预防生产过程中异常的发生；四，通过K-GLOMIS Box分析系统的对接，将数据可视化，来实时监控水、电、耗材等这些数据；五，根据以往的数据，系统能够自行分析耗材使用的异常情况，方便工厂与耗材供应商更好地对接。”