3. SEMI标准体系速览

EAP(Equipment Automation Program)不是“把设备连上网”这么简单。它站在MES与设备之间,向上承接工单、批次、工艺配方,向下驱动SECS/GEM消息、远程命令、事件采集与数据回传。SEMI标准体系正是这套协作的“语法与词典”。本节不逐条背诵标准编号,而是按EAP开发中真实会遇到的场景,梳理E4、E5、E30、E37、E40、E87、E90、E94、E116等标准各自解决什么问题、约束在哪里。

一句话定位:E4/E5定义“怎么连、怎么传”,E30定义“设备能力长什么样”,E37/E40/E87/E90/E94/E116定义“EAP如何远程控制、采集、报警、追踪、分选与配方管理”。

一、通信底座:E4、E5与E37

E4(SECS-I)和E5(SECS-II)是SEMI设备通信的起点。E4规定串口物理层与块传输,E5规定消息结构:Stream、Function、W-bit、System Bytes、数据项(L、A、B、U1/U2/U4、F4/F8等)。EAP开发中,E5是解析与组包的核心依据。例如设备上报S6F11(事件报告)时,EAP必须按E5数据项定义逐层解析,不能凭经验“猜字段”。

E37(HSMS)则把SECS-II消息搬到TCP/IP上,定义连接状态机、Select/Deselect、T3/T5/T6/T7/T8超时。EAP与设备建立HSMS连接时,典型参数为:T3=45s、T5=10s、T6=5s、T7=10s、T8=5s。若T5过短,设备稍慢就断连;若T7过长,EAP无法及时感知链路异常。这些不是“可调可不调”的选项,而是直接影响产线可用性的约束。

SEMI标准在EAP中的分层协作关系 MES / 上位系统 工单、批次、配方请求 EAP 核心 消息路由 / 状态机 / 数据采集 E30能力解析 · E40命令 · E87报警 设备 / Equipment SECS/GEM接口 E5消息 · E37 HSMS E94控制 远程命令 E90 Subsystem E30 GEM能力 状态模型 / 事件 / 报警 变量 / 采集项定义 E37 HSMS TCP连接 / Select T3~T8超时约束 E87 报警管理 ALID / ALCD / ALTX Set/Clear/Enable E116 追踪 Trace Data 周期采集 E40 配方管理: PPID / PPBODY / PPCHANGE · 上传、下载、校验、激活 E90 子系统: Subsystem ID / 命令路由 / 状态查询 · 多腔体设备统一控制

二、能力描述:E30是EAP的“设备说明书”

E30(GEM)不是一条消息,而是一整套设备行为规范。它定义状态模型(Communications、Control、Processing)、事件(CEID)、报警(ALID)、变量(VID)、数据采集(RPTID/DSID)以及远程命令。EAP开发中,E30的约束体现在:设备必须能报告S1F1在线状态、S1F13通信建立、S1F14通信断开;EAP必须能发送S1F13请求建立通信,并处理S1F14。若设备未实现E30的“事件报告”机制,EAP就无法通过S2F33定义报告、S2F35链接事件,只能退化为轮询,实时性大幅下降。

实际项目中,EAP启动后第一件事通常是读取设备能力:S1F11(Online Data)、S1F15(Offline Data)、S1F17(Equipment Constant)。这些消息的回复结构由E30规定,EAP据此建立设备模型。若设备返回的S1F12中缺少某些VID,EAP必须做兼容处理,而不是直接崩溃。

三、远程控制:E40、E87、E90、E94

E40(Process Job Management)解决“配方怎么管”。它定义PPID(配方ID)、PPBODY(配方体)、PPCHANGE(配方变更)。EAP下发配方时,典型流程是:S7F3上传配方体 → 设备返回S7F4确认 → S7F5请求配方 → 设备返回S7F6。约束在于:配方体大小受设备缓冲区限制,EAP必须分片或校验;PPID命名需符合设备侧规则,不能含非法字符。

E87(Alarm Management)定义报警的Set、Clear、Enable、Disable。EAP收到S5F1报警后,需解析ALID、ALCD、ALTX,并决定是否上报MES。关键约束:报警清除必须由设备主动发S5F1且ALCD=0,EAP不能自行“猜”报警已恢复。若EAP误判,会导致MES侧报警状态与设备不一致。

E90(Subsystem)用于多腔体、多模块设备。它定义Subsystem ID和命令路由,使EAP能对单个腔体下发命令,而不是整机。例如S2F41带Subsystem ID,设备据此将命令分发到对应腔体。E94(Control Job Management)则定义控制作业,管理批次在设备内的执行顺序、优先级和资源占用。EAP需将MES工单映射为E94 Control Job,并处理S14F1、S14F9等消息。

四、数据采集与追踪:E116

E116(Trace Data Collection)定义设备侧周期采集与上报。EAP通过S6F23请求Trace、S6F24接收数据。约束在于:采集周期、数据量、上报频率必须与设备能力匹配。若EAP请求1秒采集100个变量,设备可能无法响应,导致S6F24超时或丢包。实际项目中,Trace常用于工艺监控,如温度、压力、RF功率,EAP需将数据写入时序库并触发SPC规则。

开发提示:EAP对接新设备时,先确认设备支持的SEMI标准清单,再决定通信层用E37还是E4、能力层是否完整实现E30、配方用E40还是私有协议。标准不是“全有或全无”,而是按设备实际能力裁剪。

五、标准组合的典型场景

场景涉及标准EAP关键动作
设备联机E37 + E30建立HSMS、S1F13、读取S1F11/S1F15
配方下发E40 + E5S7F3上传、S7F5请求、校验PPBODY
报警上报E87 + E30解析S5F1、ALID/ALCD、上报MES
多腔体控制E90 + E94Subsystem ID路由、Control Job管理
工艺追踪E116 + E5S6F23请求、S6F24接收、写时序库