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SECS/GEM 개요
GEM 표준은 제조 장비에서 실행되는 소프트웨어 인터페이스를 정의합니다. 공장은 GEM 인터페이스를 사용하여 장비를 원격으로 모니터링하고 제어합니다. GEM 인터페이스는 공장 호스트 소프트웨어(호스트)와 제조 장비의 소프트웨어 사이에서 중개자 역할을 합니다. GEM 표준은 개방형 표준이므로 누구나 GEM 호환 호스트 또는 장비 소프트웨어를 개발할 수 있습니다.
GEM 표준은 미국 캘리포니아주 밀피타스에 본사를 둔 국제 표준 기구 SEMI에서 발행 및 유지 관리합니다. SEMI는 GEM 표준을 식별하기 위해 "E30"이라는 표준 명칭을 사용하며, 특정 버전을 지정하기 위해 발행 월과 연도를 네 자리 숫자로 추가합니다. 예를 들어, E30-0418은 2018년 4월에 발행된 GEM 표준 버전을 나타냅니다.
GEM/SECS-II 표준은 프로토콜 독립적입니다. 현재 SEMI에서 정의한 두 가지 프로토콜이 존재합니다: 직렬 통신용 SECS-I(E4)와 네트워크 통신용 HSMS(E37)입니다. SECS는 'SEMI 장비 통신 표준(SEMI Equipment Communications Standard)'을, HSMS는 '고속 SECS 메시지 서비스(High-Speed SECS Message Services)'를 의미합니다.
당연히도, 오늘날 대부분의 시스템은 HSMS를 사용하고 있습니다. HSMS는 물리 계층을 명시하지 않습니다. TCP/IP가 지원하는 모든 물리 계층을 사용할 수 있지만, 일반적으로 모든 사용자는 RJ45 포트를 갖춘 이더넷 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)를 사용합니다. SECS-I 표준을 사용할 경우 메시지 크기는 7,995,148바이트(약 8MB)로 제한됩니다.
GEM 표준은 SEMI 표준 SECS-II(E5)를 기반으로 구축되었습니다. SECS-II 표준은 모든 데이터 구조를 전송하기 위한 일반 메시지 계층을 정의하며, 각각 고유한 ID, 목적 및 형식을 가진 표준 메시지 집합을 정의합니다.
역사 및 채택
GEM은 반도체 산업에서 개발된 시스템으로, 전 세계 수십억 달러 규모의 시설에서 제조업체가 여러 대의 장비를 연결하고 관리할 수 있도록 합니다.
GEM은 성숙한 기술이며 현재 요구되는 모든 기능과 미래에 예상되는 기능을 지원하기 때문에 전 세계 공장에서 채택된 기술입니다. GEM은 공급업체와 무관하게 동일한 기술과 소프트웨어를 사용하여 다양한 장비 및 공정 유형을 통합할 수 있게 합니다.
GEM 표준은 반도체 프런트엔드, 반도체 백엔드, 태양광, 전자 조립, 표면 실장 기술(SMT), 고휘도 LED, 평판 디스플레이(FPD), 인쇄 회로 기판(PCB), 소형 부품 조립 등 전 세계 수많은 제조 산업에서 사용됩니다. GEM 표준의 적응성 덕분에 거의 모든 제조 산업에 적용할 수 있습니다.
인텔, IBM, TSMC, UMC, 삼성, 글로벌파운드리, 퀄컴, 마이크론 등 모든 반도체 제조 기업들은 현재 모든 제조 장비에 GEM 표준을 적용하고 있으며, 이는 수년간 지속되어 왔습니다. 여기에는 300mm, 200mm 및 150mm 웨이퍼 생산이 포함됩니다.
GEM은 초기부터 충분히 성공적이어서 SEMI는 GEM 기술을 기반으로 여러 추가 공장 자동화 표준을 개발하여 현재까지 사용하고 있습니다. 이러한 추가 표준들은 GEM 300 표준으로 불리며, 300mm 웨이퍼 제조 전용 공장에서 널리 채택되었기 때문에 이 이름이 붙여졌습니다.
2008년, 태양광(태양전지) 산업은 GEM 표준을 직접 참조하고 구현을 요구하는 SEMI 표준 PV2(태양광 장비 통신 인터페이스 가이드)를 통해 GEM을 공식 채택했습니다. 2013년에는 고휘도 LED 산업이 유사한 SEMI 표준 HB4(고휘도 LED 제조 장비 통신 인터페이스 사양)를 제정했습니다. 최근 인쇄회로기판 협회도 투표안 6263(인쇄회로기판 장비 통신 인터페이스 규격)을 통해 동일한 길을 따르고 있습니다. 이 세 표준 모두 SEMI 표준 구현을 유사하게 정의하여 GEM의 플러그 앤 플레이 기능을 강화하고, 장비 측과 호스트 측 모두에서 GEM 개발을 용이하게 하기 위해 GEM 기능의 하위 집합만을 의무화합니다.
수년간 GEM 구현을 강화하기 위해 여러 추가 SEMI 표준이 제정되었으며, 이는 모든 산업 및 장비에 적용 가능합니다. E116(장비 성능 추적 사양)은 장비 활용도와 장비 내 주요 구성 요소를 측정하는 방법을 정의합니다. E157(모듈 공정 추적 사양)은 장비에서 처리 중 레시피 단계의 진행 상황을 보고할 수 있도록 합니다. E172, SECS 장비 데이터 사전 사양은 GEM 인터페이스를 구현하는 기능을 문서화하기 위한 XML 스키마를 정의합니다. E173, XML SECS-II 메시지 표기법 사양은 메시지 기록 및 문서화를 위한 XML 스키마를 정의합니다.
유연성과 확장성
GEM 요구사항은 두 가지 그룹으로 구분됩니다: 기본 요구사항과 추가 기능입니다. GEM을 구현하는 모든 장비는 모든 기본 요구사항을 지원해야 합니다. 추가 기능은 선택 사항이므로 해당되는 경우에만 구현됩니다. 이로 인해 GEM 표준은 본질적으로 유연하여 단순한 장치부터 복잡한 장비까지 모두 GEM을 구현할 수 있습니다.
GEM은 모든 시스템의 복잡성에 따라 쉽고 본질적으로 확장됩니다. 단순한 장치는 그 목적을 달성하기 위한 최소한의 기능만 구현하면 됩니다. 반면 복잡한 장비는 완전한 기능을 갖춘 GEM 인터페이스를 구현하여 공장에서 그 복잡한 기능을 완전히 모니터링하고 제어할 수 있도록 할 수 있습니다. GEM은 또한 여러 호스트 애플리케이션이 하나의 장비에 연결할 수 있도록 합니다.
GEM 표준의 요구사항은 호스트가 아닌 장비에만 적용됩니다. 이는 장비의 동작이 예측 가능하지만, 호스트는 창의적이고 선택적으로 장비의 GEM 인터페이스에서 원하는 기능을 선택하여 목표를 달성할 수 있음을 의미합니다.
우리의 7가지 체크리스트
원본 기사에서 소개한 연결성 관련 간단한 7가지 체크리스트를 기억하세요:
- 이벤트 알림 –활동 및 이벤트에 대한 실시간알림
- 경보 알림 –경보 및 장애에 대한 실시간알림
- 데이터 변수 수집 – 실시간데이터, 매개변수, 변수 및 설정
- 레시피 관리 – 프로세스프로그램 다운로드, 업로드, 변경
- 리모컨 – 시작, 정지, 사이클 정지, 사용자 지정 명령
- 설정 조정 –장비 설정 및 매개변수 변경
- 운영자 인터페이스 –운영자와의 메시지 송수신
간단히 말해 GEM은 이러한 각 영역에서 성공을 거두고 있습니다.
결론
어떤 규모의 스마트 제조 생태계에도 적용 가능한 검증된 표준을 찾고 있다면, GEM을 능가하기는 어렵습니다. 반도체 산업은 세계에서 가장 까다롭고 비용이 많이 드는 산업 중 하나이며, 그들은 막대한 비용과 오랜 세월을 들여 다른 모든 산업을 위해 이 작업을 수행해 왔습니다. PCB 제조와 같은 산업들이 자체 표준을 개발하기보다 이 표준을 채택하는 데는 타당한 이유가 있습니다. 그들은 신속하고, 신뢰할 수 있으며, 경제적이고, 대규모로 적용 가능한 무언가가 필요하기 때문입니다.
말장난을 용서해 주시길, GEM이 표준의 금본위제라고 믿습니다. 우리는 반도체 산업에서 수십 년간, 그리고 최근에는 PCB 및 SMT 시설에서도 GEM을 성공적으로 활용해 왔습니다. 일부 경우에는 OEM 고객의 요청에 따라 GEM을 도입하여 공급망에서 더 큰 통제력과 추적성을 확보하도록 지원하기도 했습니다.
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