Software und Lösungen für die Fabrikautomation im Halbleiterbereich (SECS/GEM)
Automatisierungslösungen für Halbleiterfabriken für Smart Manufacturing
Die NxSphere®-Produktfamilie von Insphere Technology verbindet alle Ebenen dieses Prozesses miteinander: von der SECS/GEM- und GEM300-Konformität für Gerätehersteller bis hin zur MES-Kommunikation und cloud-nativen Automatisierung für Fabrikumgebungen.
Ob Sie neue Geräte einsetzen, eine bestehende Fabrik erweitern oder ältere Maschinen modernisieren, unsere Lösungen sind darauf ausgelegt, Geräte schneller zu vernetzen und die Produktion in Gang zu bringen.
Unsere Halbleiter-Automatisierungslösungen
Die NxSphere®-Produktfamilie von Insphere Technology deckt den gesamten Bedarf an Automatisierungslösungen für die Halbleiterindustrie ab: von der SECS/GEM-Konformität auf Anlagenseite bis hin zu fabrikweiten Integrationsplattformen.
NxSphere® GEM
Ein in der Produktion bewährter SECS/GEM-Treiber SDK für OEMs. Schnell zu implementieren, einfach zu warten und vollständig konform mit den SEMI-Standards.
NxSphere® GEM300
Vollständige GEM300-Unterstützung für 300-mm-Anlagen. Übernimmt das Prozessauftragsmanagement, die Substratverfolgung und die AMHS-Koordination.
NxSphere® GEMBridge
Ein Protokoll-Gateway, das die SECS/GEM-Kommunikation mit SPS- und OPC-UA-Steuerungen überbrückt. Es sind keine Änderungen am Quellcode erforderlich.
NxSphere® EAP+
Eine Cloud-native Equipment Automation Platform zur Verbindung von Fabrik-Equipment mit MES-Hosts, mit integrierter Echtzeitüberwachung und Datenerfassung.
NxSphere® DEX
Automatisierung von Altgeräten durch OCR, RPA und Bildschirmauslesung, wodurch ältere Maschinen ohne Hardware-Austausch in SECS/GEM-Workflows eingebunden werden können.
Vorteile von Automatisierungssoftware für Halbleiterfabriken
Automatisierungssoftware für Halbleiter liefert messbare Verbesserungen bei der Anlagenbereitstellung, der Produktionsverwaltung und der Compliance-Bereitschaft.
Die wichtigsten Vorteile sind:
Schnellere Geräte-Onboarding
Reduzierte Zeit von Lieferung bis zur Akzeptanz im Werk
Vereinfachte SEMI-Konformität
Validierte SECS/GEM- und GEM300-Implementierungen, die sofort einsatzbereit sind
Verbesserte Interoperabilität
Konsistente Kommunikation in heterogenen Umgebungen
Reduzierter Engineering-Aufwand
Weniger kundenspezifische Integrationsarbeit pro Ausrüstungseinsatz
Verbesserte Produktionssichtbarkeit
Zentralisierte Überwachung über Tools und Prozessbereiche hinweg
Skalierbare Automatisierungsinfrastruktur
Wächst mit Ihrem Fab ohne Architekturanpassungen
Optimierte Fabrik-Effizienz
Engere Ausrüstung-zu-Host-Kommunikation unterstützt eine bessere Planung und einen besseren Durchsatz
Ihr zuverlässiger weltweiter Partner für SECS/GEM-Integration
Häufige Anwendungsfälle für SECS/GEM-Software im Halbleiterbereich
SECS/GEM- und Fabrikautomationssoftware findet in der Halbleiterfertigung in einer Vielzahl von Anwendungsszenarien Einsatz.
Typische Anwendungsfälle umfassen:
Halbleiter-Fertigungsbereiche, die wir unterstützen
Insphere Technology bedient eine breite Palette von Halbleiter- und Elektronikfertigungsumgebungen entlang der gesamten Produktionskette.
Wafer-Herstellung
Front-End-Fertigungsumgebungen, die eine vollständige SECS/GEM- und GEM300-Konformität für Beschichtungs-, Ätz-, Lithografie- und CMP-Anlagen erfordern.
Backend Verpackung & Montage
Integration von Verpackungs-, Drahtbond- und Die-Attach-Ausrüstung in Fabrik-Host-Systeme für Produktionsüberwachung und -planung.
IC-Prüfung & Prüfgeräte
Automatisierte Testgerätesteuerung (ATE) Verbindung zu MES und Fabrik-Hosts, unterstützt die Los-basierte Datenerfassung und Ertragsverfolgung.
Messtechniksysteme
Mess- und Prüfwerkzeugintegration, die automatisierte Rückkopplungsschleifen zwischen Metrologiedaten und Prozesseinrichtungen ermöglicht.
SMT & PCB Produktion
Optoelektronik
Konnektivität von LED- und OLED-Fertigungsanlagen für Smart-Factory-Umgebungen mit speziellen Produktionsanforderungen.
Halbleiterverbindung
Integration von GaAs-, InP- und SiC-Anlagen für Compound-Halbleiterfabriken mit einzigartigen Prozess- und Automatisierungsanforderungen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die SECS/GEM-Software für die Halbleiterfertigung?
Die SECS/GEM-Software setzt die SEMI-Kommunikationsstandards um, die den Datenaustausch zwischen Halbleiteranlagen und den Host-Systemen der Fabrik ermöglichen. Sie ermöglicht die automatisierte Steuerung, Überwachung und Datenerfassung über alle Produktionsanlagen hinweg und ist in den meisten Halbleiterfabriken weltweit eine Standardanforderung für den Einsatz.
Warum ist SECS/GEM für Halbleiterfabriken wichtig?
Halbleiterfabriken sind auf SECS/GEM angewiesen, um Anlagen an ihre MES-Systeme anzubinden, Prozessdaten zu erfassen und Produktionsabläufe zu automatisieren. Ohne diese Lösung arbeiten die Anlagen isoliert voneinander. Mit ihr erhalten die Fabriken die nötige Transparenz und Kontrolle, um Ausbeute, Durchsatz und Anlagenauslastung zu optimieren.
Was ist der Unterschied zwischen SECS/GEM und GEM300?
SECS/GEM deckt die in SEMI E4, E5 und E30 definierten Kommunikations- und Automatisierungsfunktionen für Kernanlagen ab. GEM300 erweitert dies auf 300-mm-Wafer-Umgebungen und umfasst zusätzlich Trägermanagement, Substratverfolgung, Prozessauftragsabwicklung sowie AMHS-Integration – also Anforderungen, die speziell für moderne Front-End-Fabriken gelten.
Kann Halbleiterausrüstung in MES-Systeme integriert werden?
Wie verbessert die Fabrikautomatisierung die Halbleiterfertigung?
Automatisierung reduziert manuellen Eingriff, beschleunigt die Ausrüstungseinführung und liefert den Betriebsteams Produktionsdaten in Echtzeit. Fabs, die vernetzte Automatisierungsplattformen nutzen, können schneller auf Prozessabweichungen reagieren, Leerlaufzeiten von Geräten reduzieren und die Planung in komplexen Multi-Tool-Umgebungen verbessern.
Können ältere Halbleiterfertigungsanlagen die SECS/GEM-Integration unterstützen?
Ja. Mit NxSphere® DEX und NxSphere® GEMBridge können ältere Anlagen über SECS/GEM kommunizieren, ohne dass Änderungen an der Hardware oder am Quellcode erforderlich sind. Ältere Maschinen bleiben im Einsatz und erhalten gleichzeitig die Host-Anbindung, die Ihre Fabrikinfrastruktur benötigt.
Welche Vorteile bietet die GEM300-Automatisierung?
Wie unterstützt die Automatisierung von Halbleiterfabriken die Industrie 4.0?
Software für die Fabrikautomation verbindet Anlagendaten mit Cloud-Plattformen, Analysetools und MES-Systemen und bildet so die Dateninfrastruktur, die Industrie 4.0 erfordert. Echtzeit-Anlagenüberwachung, Inputs für die vorausschauende Instandhaltung und skalierbare Konnektivität werden durch Automatisierungsplattformen wie NxSphere® EAP+ ermöglicht.
Die Halbleiterautomatisierungssoftware wird in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter:
* **Elektronikfertigung:** Dies ist der Hauptanwendungsbereich, in dem die Software zur Steuerung und Überwachung des gesamten Produktionsprozesses von Halbleiterchips eingesetzt wird.
* **Automobilindustrie:** Moderne Fahrzeuge sind zunehmend von Elektronik abhängig, was eine steigende Nachfrage nach Halbleitern und damit auch nach Automatisierungssoftware in deren Herstellung bedeutet.
* **Telekommunikation:** Die Entwicklung und Produktion von Halbleitern für Telekommunikationsgeräte wie Smartphones, Router und Netzwerkkomponenten nutzt ebenfalls diese Software.
* **Medizintechnik:** Fortschrittliche medizinische Geräte, von bildgebenden Systemen bis hin zu Implantaten, benötigen spezialisierte Halbleiter, deren Herstellung automatisiert wird.
* **Luft- und Raumfahrt:** Die für extremen Bedingungen ausgelegten Halbleiter in Flugzeugen und Raumfahrzeugen erfordern präzise und zuverlässige Fertigungsprozesse, die durch Automatisierungssoftware unterstützt werden.
* **Verteidigungsindustrie:** Ähnlich wie in der Luft- und Raumfahrt werden auch in militärischen Anwendungen hochzuverlässige und leistungsstarke Halbleiter benötigt, deren Herstellung automatisiert ist.
* **Konsumgüter:** Viele Alltagsgegenstände, von Computern und Fernsehern bis hin zu Haushaltsgeräten, enthalten Halbleiter, deren Massenproduktion auf Automatisierung angewiesen ist.
* **Internet of Things (IoT):** Die wachsende Vernetzung von Geräten im IoT-Bereich treibt die Nachfrage nach spezialisierten Halbleitern an, deren Entwicklung und Fertigung durch Automatisierungssoftware optimiert wird.
* **Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen:** KI-Anwendungen erfordern leistungsstarke Prozessoren und Speicherchips, die in großen Stückzahlen und mit hoher Präzision gefertigt werden müssen.
Software für die Halbleiterautomatisierung kommt in Waferfabriken, Backend-Verpackungsanlagen, Testbetrieben, Messlabors und in der modernen Elektronikfertigung zum Einsatz. Auch verwandte Branchen wie die Photovoltaik, die Optoelektronik und die Herstellung von Verbindungshalbleitern setzen auf eine SECS/GEM-basierte Integration.
Wie können OEMs die Fabrikationsintegration und Compliance beschleunigen?
Warum SECS/GEM für die Halbleiterfertigung von entscheidender Bedeutung ist
Die SEMI-Standards legen fest, wie Halbleiteranlagen mit den Host-Systemen in der Fertigung kommunizieren. Ohne eine ordnungsgemäße SECS/GEM-Implementierung können die Anlagen weder gesteuert noch überwacht noch in die Fertigungsausführungsschicht integriert werden.
Fertigungsstätten verlangen, dass alle installierten Anlagen vor der Produktionsabnahme den Normen SEMI E4, E5, E30 und den damit verbundenen Standards entsprechen. Für OEMs verkürzt die Einhaltung der SECS/GEM-Vorgaben die Qualifizierungszeiten für Fertigungsstätten. Für Fabriken bildet das System das Kommunikationsrückgrat, das Anlagendaten mit MES-Plattformen, Planungssystemen und Produktions-Dashboards verknüpft.
Da Fabrikautomatisierung und datenintensive Prozesse zunehmen, wächst auch die Nachfrage nach zuverlässiger, standardkonformer Gerätekommunikation.
Herausforderungen bei der Integration von Halbleiterausrüstung und Fabrikautomatisierung
Halbleiterintegrationsprojekte sind selten einfach. Fabs betreiben gemischte Ausrüstungsumgebungen von mehreren Anbietern, über mehrere Technologiegenerationen hinweg, mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden.
Häufige Herausforderungen umfassen:
- Protokollkompatibilitätslücken zwischen neueren Werkzeugen und Altsystemen
- Umgebungen mit gemischten Anbietern wenn die Geräte unterschiedlichen Versionen der SEMI-Standards entsprechen
- Anforderungen zur Einhaltung der GEM300-Vorschriften für 300-mm-Wafer-Prozessumgebungen
- Integration von Altsystemen ohne vorhandene Hardware oder Quellcode zu verändern
- Begrenzte Produktionssichtbarkeit aufgrund uneinheitlicher Datenerfassung bei den verschiedenen Geräten
- Skalierungskomplexität wenn die Infrastruktur von Smart Factories sich über mehr Fertigungsbereiche ausdehnt
Um diese Herausforderungen zu meistern, benötigen Sie eine Software, die die Komplexität der Integration bewältigt, damit sich Ihre Ingenieure auf die Produktion konzentrieren können.
Integration von Legacy-Ausrüstung für Halbleiterfabriken
Ältere Halbleiter-Werkzeuge verfügen oft nicht über eine integrierte SECS/GEM-Unterstützung. Ein Austausch dieser Geräte ist kostspielig. Eine Neuprogrammierung ihrer Steuerungssoftware ist riskant. Keine der beiden Optionen ist in großem Maßstab praktikabel.
NxSphere® DEX und NxSphere® GEMBridge bieten einen alternativen Ansatz. Mithilfe von OPC-UA-Brücken, OCR und RPA-basiertem Bildschirm-Scanning extrahieren diese Lösungen Daten aus älteren Maschinen und wandeln sie in SECS/GEM-kompatible Kommunikationsdaten um, ohne die vorhandene Hardware oder Software der Maschine zu verändern.
Altsysteme bleiben in Produktion. Ihr werksseitiger Host erhält die benötigte Konnektivität.
Unterstützung von Industrie 4.0 & Smart Semiconductor Manufacturing
Intelligente Fertigung in Halbleiterfabriken hängt von der Echtzeit-Kommunikation der Geräte, einer zentralisierten Datainfrastruktur und der Fähigkeit ab, schnell auf Produktionsdaten zu reagieren.
Die Lösungen von Insphere Technology wurden unter Berücksichtigung dieser Anforderungen entwickelt. NxSphere® EAP+ unterstützt die cloudnative Bereitstellung und ermöglicht es Halbleiterfabriken, eine skalierbare Automatisierungsinfrastruktur aufzubauen, die auf die Rahmenbedingungen von Industrie 4.0 abgestimmt ist.
Die Gerätedaten fließen zuverlässig in Analyse-Layern, MES-Plattformen und vorausschauende Wartungssysteme. Dies verschafft den Betriebsteams die notwendige Transparenz, um den Durchsatz zu optimieren, Ausfallzeiten zu reduzieren und Prozessverbesserungen zu beschleunigen.
Warum Hersteller Automatisierung für Altanlagen benötigen
Die meisten Fabriken werden nicht von Grund auf neu errichtet. Sie wachsen um Anlagen herum, die bereits seit einem Jahrzehnt oder länger in Betrieb sind – noch bevor SECS/GEM-Konnektivität zum Standard wurde. Diese bestehende Infrastruktur ist wertvoll, doch veraltete Systeme führen zu blinden Flecken: Daten, die hinter einem lokalen Bildschirm gefangen sind, Bediener, die Zahlen in Tabellenkalkulationen eingeben, und Maschinen, die keinen Zugriff auf den Fabrik-Host haben.
Da Smart Manufacturing Rückverfolgbarkeit und Echtzeit-Transparenz fordert, werden diese Lücken immer schwerer zu ignorieren. Die Automatisierung von Altanlagen schließt sie, indem ältere Werkzeuge ohne kostspieligen Austausch mit modernen Systemen verbunden werden.
Herausforderungen bei der Integration von Altanlagen in moderne Fabriken
Viele ältere Maschinen arbeiten mit nicht mehr unterstützten oder proprietären Protokollen – oder gar ohne Protokoll. Den meisten fehlt die native SECS/GEM-Fähigkeit, und ihre veralteten Steuerungen lassen sich nicht einfach umprogrammieren, um diese Funktion nachzurüsten. Die Datenerfassung erfolgt weiterhin manuell, was zu Fehlern und Verzögerungen führt, während die Interoperabilität mit MES, SPC und Analysesystemen nur eingeschränkt oder gar nicht gegeben ist.
Der sofortige Austausch der Ausrüstung ist mit Kosten und Ausfallzeiten verbunden, die sich nur wenige Betriebe leisten können. Das Ergebnis ist ein Boden, auf dem einige Werkzeuge verbunden sind, während andere Inseln bleiben.