NxSphere® GEM300
简化 GEM300 开发
为您的设备量身打造
借助内置状态机、可视化建模和离线测试，将载具管理、基板跟踪和作业控制集成到您的设备软件中。
标准繁多，流程环环相扣，该从哪里入手？
自动化的 300 mm 晶圆厂要求设备协调载具搬运、基板跟踪和工艺作业。SEMI GEM300 标准定义了这些自动化能力，但要把标准要求转化为可运行的设备软件，会面临多项挑战。
难以实现的复杂标准
多项规范、对象模型和必需事件，使得将客户需求转化为可运行的软件变得困难。
相互依赖的状态机
载具、基板和作业必须在整个流程中保持协调。分别实现每项标准只是工作的一部分。
需要验证的完整流程
消息交换成功并不能证明整个流程运行正确。在客户集成阶段才发现的问题会导致返工和延误。
一个 SDK 搞定您的 GEM300 实现
NxSphere® GEM300 构建于 NxSphere® GEM 之上，将载具管理、基板跟踪和作业控制引入您的设备软件。您只需配置设备模型，并通过 SDK API 连接控制逻辑，其余受支持的通信和状态模型行为由 SDK 处理。设备的控制权始终掌握在您的应用程序手中。
- 原生 .NET 集成：通过 .NET DLL，将 GEM300 库直接嵌入您的 C# 或 VB.NET 应用程序。
- gRPC 集成：支持 gRPC 的任意编程语言所编写的应用程序均可接入，可运行于 Windows 或 Linux。
- 模块化：只需添加您使用的标准。光罩设备可以在没有 E87 的情况下运行 E109。
- 兼容您现有的架构，支持 Windows 或 Linux（32 位和 64 位）
- 可从 NxSphere® GEM 无缝升级。
从您的设备模型开始
使用 Model Builder 定义装载口、基板位置、工艺模块和作业。围绕您熟悉的设备构建 GEM300 实现，并根据所配置的服务自动创建相关变量、事件和报警。
- Model Builder 会创建每个 GEM300 服务所需的 SVID、DVID、ECID、CEID 和报警
- 支持固定缓冲（Fixed Buffer）或内部缓冲（Internal Buffer）设备，状态可在重启后保留
让智能 API 管理您的 GEM300 状态机
随着设备动作的推进，载具、基板和作业服务需要保持一致的响应。智能 API 负责管理受支持的状态机及其依赖关系，从而减少应用程序中的协调代码。
- 内置处理受支持的 E87、E90、E40、E94 和 E116 状态模型
- 通过 API 上报设备活动
- 硬件动作、工艺逻辑和恢复决策仍由您的应用程序掌控
快速上手完整的 GEM300 流程。 使用随附的示例程序，可以直观看到智能 API 的实际效果，并运行完整的往返流程：从载具到达与验证，到作业创建、加工和载具移出。
在接入工厂之前测试完整流程
SWIFT Host Simulator 附带预先配置好的 GEM300 主机消息，可在内部测试完整的设备流程。您可以针对示例程序或自己的设备应用运行主机交互、验证响应，并在连接客户的工厂主机之前发现问题。
- 载具到达、ID 与槽位图验证、作业创建、加工和载具移出
- 为 Bind、ProceedWithCarrier、PRJobMultiCreate 和 CJ Create 预置的主机消息
- 固定缓冲、内部缓冲和光罩传输场景，与 SELETE 和 SEMATECH 保持一致
根据模型生成 GEM300 接口手册
手工维护接口文档既耗时，又容易产生不一致。您可以根据已配置的设备模型生成 GEM300 接口手册，并在实现发生变化时重新生成。
- 适用于您设备的 SECS-II 消息、变量、采集事件和报警
- E87、E90、E40、E94、E116、E148 和 E157 的 SEMI 合规声明
- 导出为 Word，并可在模型变更后重新生成
- 节省数周的手工文档编写工作
软件重启后恢复已保存的状态
在设备软件重启前后保存并恢复受支持的载具、基板、作业和 GEM 数据，从而减少自定义持久化代码。设备应用程序负责将恢复的软件状态与实际物理状态核对，并控制安全恢复。
- 自动保存，延迟时间可配置，并在正常关闭时再保存一次
- 可按标准开启或关闭持久化：E87、E90、E40、E94 和 GEM 数据
- 变量、报告、事件关联和报警启用状态也会一并恢复
- 无需在设备代码中手动跟踪状态
进一步了解 NxSphere® GEM300
SEMI GEM300 标准功能强大但高度复杂，需要对载具、基板、作业和光罩进行细致的协调。NxSphere® GEM300 通过清晰、面向开发者的资源，帮助您简化这一过程。
快速入门指南带您了解要点；分步工作流指南按 SELETE 和 SEMATECH 的定义运行完整的 GEM300 往返场景。完整的开发者指南涵盖从物料进入到作业控制和异常处理的每个细节，并配有适用于载具和光罩的可运行示例应用，以及由 Model Builder 自动生成的 GEM300 接口手册。
编程界面
C#, VB.NET, Python, gRPC
多平台支持
微软视窗 32 位和 64 位
Linux 32 位和 64 位
系统要求
Windows Server 2019/2016/2012 R2、Windows 7/8/10/11、≥1.3 GHz CPU、1 GB 内存、200 MB 磁盘空间、以太网
深受晶圆设备制造商信赖
客户对 NxSphere® GEM300 的反馈
十多年来，我们一直使用 NxSphere® GEM300 将 SECS/GEM 功能集成到我们的量测设备中。
其模块化架构、丰富的功能和较短的学习周期，已成为我们开发流程中的宝贵资产。日复一日，NxSphere® GEM300 以其稳定性和性能持续赢得我们的信任。
此外，Insphere 的支持响应迅速、专业，并且总是愿意多做一步。
软件开发经理
量测设备制造商
可应要求提供客户参考。
出于保密考虑，不披露公司名称。引荐须经客户同意。
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了解连接和自动化设备的其他方式。
GEM300 详解：涵盖范围及晶圆厂为何要求它
GEM300 是一套 SEMI 标准，用于定义 300 毫米半导体设备与工厂自动化系统之间的通信方式。该标准针对自动化 300 毫米晶圆厂的额外复杂性，在这些工厂中，载板、基板和工艺任务必须在设备、主机和物料搬运系统之间进行精确协调。.
以下是GEM300涵盖的内容，以及它为何对现代半导体制造至关重要。.
载体管理（SEMI E87）
定义设备如何处理载波状态、装载口访问模式以及与自动化传输系统的物料交接。.
基板追踪 (SEMI E90)
提供跨越整个生产线的晶圆级可见性，在整个流程中跟踪基板的位置和状态。.
控制作业管理（SEMI E94）
协调跨设备的多个步骤处理作业，将批次控制与流程作业执行相关联。.
制程工序管理 (SEMI E40)
管理设备层面的单个工艺作业的创建、执行和完成。.
设备性能跟踪 (SEMI E116)
标准化设备如何向工厂主机系统报告利用率、可用性和性能指标。.
光罩与载具盒管理（SEMI E109）
规定设备如何管理光罩盒及其中的光罩：每个盒和每片光罩的位置、到货内容是否与主机通知一致，以及哪些光罩已获准使用。适用于光刻设备、光罩检测设备和光罩存储柜。
时间与模块跟踪（SEMI E148、E157）
SEMI E148 通过 NTP 使设备时钟与工厂主机同步。SEMI E157 跟踪每个工艺模块上的加工执行情况，从配方启动、各步骤直至完成。
出色的互通性
300毫米晶圆厂要求设备认证必须符合GEM300标准。若不符合该标准，设备将无法被纳入自动化生产环境。.
工业4.0就绪度
随着晶圆厂向全自动化迈进，符合 GEM300 标准是将设备连接至 MES、AMHS 和智能工厂平台的先决条件。.
NxSphere® 和 GEM300 支持的主要 SEMI 标准
NxSphere® GEM300 全面涵盖了 300 毫米设备合规性所需的 SEMI 标准。每个标准均得到完全实现和集成，并能自动处理状态模型以及连接这些模型的相互依赖关系。.
SEMI E5 (SECS-II)
定义设备和主机之间 SECS 通信的消息内容和数据结构。.
SEMI E37 (HSMS)
基于TCP/IP的SECS-II通信的高速消息服务协议。.
SEMI E39 (OSS)
对象服务标准，定义了设备对象如何被主机系统识别和引用。.
SEMI E40 (PJM)
处理作业管理，负责设备层面的单个作业的执行和生命周期。.
SEMI E87 (CMS)
载体管理标准，定义了负载端口状态、载体 ID 以及自动化输送系统与物料交接。.
SEMI E90 (STS)
基板追踪标准，提供从进料到完工的整个生产区域的晶圆级追踪。.
SEMI E94 (CJM)
控制作业管理，协调跨设备和工艺作业的多步骤批次处理。.
SEMI E116 (EPT)
设备性能追踪，标准化设备报告利用率、可用性和性能数据的方式。.
SEMI E148 (TSC)
Time Synchronization Clock：通过 NTP 使设备时钟与工厂主机同步，并将同步状态作为对象属性上报。
SEMI E157 (MPT)
Module Process Tracking：上报每个工艺模块从配方启动、各步骤直至完成的执行状态。
SEMI E109 (RPMS)
Reticle and Pod Management：跟踪装载口、内部缓冲和库架上的光罩盒与光罩，并在使用前进行验证和资格认定。
OEM 团队使用 GEM300 SDK 的收益
选择专为GEM300设计的软件，将彻底改变OEM工程团队的开发策略。团队无需从头开始构建合规体系，而是直接部署经过验证的基础架构，并将精力集中在能够使产品脱颖而出的工具功能上。.
作为值得信赖的 SECS GEM 软件 平台 NxSphere® GEM300 让原始设备制造商（OEM）确信，其工具无需经过反复的修订周期即可通过晶圆厂认证。.
GEM300 软件的应用场景
NxSphere® GEM300 支持多种 300 毫米半导体设备类型及集成方案。常见应用包括：
此外，对于也管理旧设备的设施，我们的 老旧设备的自动化 这些解决方案通过将非SECS/GEM设备接入同一工厂自动化环境，从而对GEM300部署形成补充。.
支持智能工厂和 300mm 晶圆厂自动化
MES 集成
AMHS协调
SEMI E87 支持直接与自动化物料搬运系统通信，从而使设备能够协调与 OHT 和 AGV 系统的化物料盒交接，无需人工干预。.
实时可见性
通过 SEMI E116 报告的设备性能数据支持晶圆厂的预测性维护、利用率跟踪和运营分析。.
自动化物料流
装载口状态管理和载具交接流程与运输系统要求精确对齐，确保物料顺畅、不间断地移动。.
工业4.0就绪度
GEM300 软件为 300 毫米级设备提供了必要的通信基础，使其能够接入智能工厂平台、基于云的监控系统以及数据驱动型制造项目。.
常见问题解答
GEM300 是什么？它包含哪些 SEMI 标准？
GEM300 是一套旨在支持 300 mm 工厂全面自动化的 SEMI 标准。GEM300 接口至少必须符合 SEMI E5、E30、E37、E39、E40、E87、E90 和 E94。NxSphere® GEM300 还包含 SEMI E116（EPT）、E148（TSC）、E157（MPT）和 E109（RPMS，光罩与载具盒管理）。
SECS/GEM 和 GEM300 有什么区别？
SECS/GEM（SEMI E30）定义基础的设备通信，涵盖事件、报警、配方和远程命令。GEM300 增加了面向 300 mm 的标准，例如用于载具管理的 SEMI E87、用于基板跟踪的 SEMI E90、用于控制作业管理的 SEMI E94，以及用于设备性能跟踪的 SEMI E116。
NxSphere® GEM300 支持 SEMI E142 吗？
是的。. SEMI E142（基板映射）在基础 NxSphere® GEM 级别中得到支持，而 NxSphere® GEM300 继承了该级别。.
NxSphere® GEM300 是否能自动处理 SEMI E87 和 E90 状态机？
是的. NxSphere® GEM300 为包括 SEMI E87 载具状态和 SEMI E90 基板状态在内的所有 GEM300 标准提供自动状态机管理，并在系统重启后保持数据持久性。.
我可以在没有真实主机的情况下测试GEM300工作流吗？
是的. NxSphere® GEM300 包含一个 GEM300 模拟器以及符合 SEMATECH 和 SELETE 操作要求的完整双向示例程序，使您能够离线验证 GEM300 流程。.
NxSphere® GEM300 是否提供免费评估？
是的. NxSphere® GEM300 提供免费的 30 天软件试用，功能齐全，包括对 SEMI E87、E90、E94 和 E116 的支持。.
为什么GEM300对300毫米半导体设备如此重要？
GEM300 标准规定了 300 毫米设备与工厂主机、自动化物料搬运系统以及 MES 平台之间的通信方式。如果不符合 GEM300 标准，相关设备将无法通过先进 300 毫米晶圆厂的认证，也无法参与全自动化生产流程。.
使用符合 GEM300 标准的软件有哪些好处？
符合 GEM300 标准的软件免去了从头构建状态机和编写文档的麻烦，从而大幅缩短了开发时间。它还确保了与工厂主机的经过验证的互操作性，简化了晶圆厂认证流程，并加速了 OEM 设备制造商的产品上市时间。.
GEM300 能否与 MES 和工厂主机系统集成？
是的。符合 GEM300 标准的设备会将载体、基板和工单数据实时直接传输至 MES 和工厂主机系统，从而实现整个晶圆厂车间的端到端生产可追溯性、自动化排程和工艺控制。.
GEM300 如何提升半导体工厂的自动化水平？
GEM300 为设备提供了一种与自动化运输系统、工厂主机和MES平台进行协调的标准化方式。这使得自动托盘交接、基板实时追踪以及性能监控成为可能，从而减少了300毫米生产环境中的人工干预。.
如何将NxSphereNxSphereGEM300升级为NxSphereGEM300？
NxSphere® GEM300 构建于 NxSphere® GEM 之上，使用相同的 Model Builder 和 API 系列。GEM300Controller 继承自 GEMController，因此您现有的 GEM 代码可继续使用，只需以最少的代码改动添加所需的 GEM300 服务。
设备软件重启后，状态会保留吗？
会。持久化功能会保存并恢复载具、基板、作业、装载口和 GEM 变量，使设备在重启后恢复到正确的状态。您可以在 Model Builder 中按标准开启或关闭持久化。
NxSphere® GEM300 是否支持光罩处理（SEMI E109）？
支持。E109 模块可为光刻设备、光罩检测设备和光罩存储柜管理光罩盒和光罩，并支持设备端验证或主机端验证。
固定缓冲设备与内部缓冲设备有什么区别？
在固定缓冲设备上，载具在整个停留期间都留在装载口。内部缓冲设备还可以在加工步骤之间把载具移入内部缓冲区。您可以在 Model Builder 中按设备选择类型。
NxSphere® GEM300 如何授权？
NxSphere® GEM300 支持两种授权方式：基于注册表的激活，或即插即用的 USB 加密狗。提供 30 天免费评估。
NxSphere® GEM300 支持哪些编程语言和平台？
支持 C#、VB.NET、Python 和 gRPC，可运行于 Windows 和 Linux（32 位和 64 位）。