3. SEMI标准体系入门

在半导体设备自动化领域，SEMI标准不是一堆孤立文档，而是一套从“物理连线”到“业务语义”逐层递进的通信契约。EAP平台之所以能同时对接不同厂商的设备和MES，正是因为这些标准把接口、消息、状态和行为都做了约定。理解它们的关键，不是背编号，而是看清每条标准在整条数据链上负责哪一段。

从串口到对象模型：通信底座

SEMI E4（SECS-I）定义了基于RS-232串行链路的报文传输，规定块结构、握手字节和超时重传；SEMI E37（HSMS）则把同样的SECS-II消息搬到TCP/IP之上，用Session和Transaction概念替代串口点对点。今天新建产线几乎只用E37，但E4仍是理解SECS报文帧格式的历史起点。

SEMI E5（SECS-II）是真正的“语言层”：它规定消息以Stream和Function编号标识，例如S1F1是“Are You There”请求，S1F2是设备在线应答，S6F11是事件报告。E5只定义消息的语义和数据结构，不关心底层是串口还是网络，因此E4和E37可以共用同一套E5消息。

状态与情境：设备行为的共同语言

SEMI E30（GEM）是EAP开发中最常打交道的标准。它建立在E5之上，规定设备必须支持哪些Stream/Function、如何上报状态、如何管理事件和报警。GEM把设备行为抽象成几个核心模型：状态模型（Communications、Control、Processing等状态）、设备常数、变量、报警、事件、配方和过程程序管理。EAP与设备联调时，第一步通常就是确认GEM能力集：设备是否支持S1F13建立通信、S2F33定义报告、S6F11事件上报、S2F41远程命令。

SEMI E40（Process Job Management）和SEMI E94（Control Job Management）把“加工任务”从单次命令提升为可追踪对象。E40的Process Job描述一批晶圆按某个配方加工的过程，E94的Control Job则管理设备内部资源如何执行这些Process Job。EAP下发任务时，往往先建Control Job，再挂Process Job，最后启动，设备按E94状态机反馈执行进度。

数据采集与配方：E87、E90、E116

SEMI E87（Carrier Management）解决载具（FOUP、Cassette）的识别、槽位映射和载具状态跟踪。EAP通过E87的Carrier ID、Slot Map和Carrier状态，知道“哪片晶圆在哪个载具的哪个槽”，这是自动搬送和防错的基础。

SEMI E90（Substrate Tracking）进一步把追踪粒度落到基板级，规定基板在设备内的位置、状态和移动路径。E87管载具，E90管载具里的每一片基板，两者配合才能实现从Stocker到工艺腔的全程追溯。

SEMI E116（Equipment Performance Tracking）关注设备性能数据的采集与上报，包括设备状态时长、可用率、吞吐量等指标。EAP把E116数据汇总后，才能支撑OEE分析和瓶颈定位。

标准之间的关系：分层与协作

这些标准并非并列，而是分层协作。E4/E37是传输层，E5是消息层，E30是行为层，E40/E94是任务层，E87/E90/E116是数据对象层。EAP平台在实现时，通常按这个层次组织代码：底层通信库处理E37 Session，中间件解析E5消息，业务层实现E30状态机和E40/E94任务调度，数据层对接E87/E90/E116对象。

工程实践中的取舍

实际项目中，并非所有设备都完整支持上述标准。常见情况是：老设备只支持E4+E5+E30基础GEM，不支持E87/E90；新设备可能支持E37+E5+E30+E40+E94+E87+E90。EAP平台需要做能力协商：连接后先读设备GEM能力集，再决定启用哪些功能。例如，若设备不支持E87，载具信息只能通过E30的变量或事件间接获取；若支持E87，则可以直接用Carrier对象做槽位校验。

理解这些标准的分层关系后，EAP开发就不再是“面对一堆编号”，而是沿着传输→消息→行为→任务→数据对象的路径逐层实现。每层都有明确的输入输出和验证方法，联调时也能快速定位问题出在哪一层。