SmartMesh IP无线网络方案使晶圆厂高效运行

来源:福建思域活动策划服务有限公司 发布时间:2019-04-02 点击次数:

     在半导体晶片制造过程中,精细、准确地沉积多层化学材料,形成数千、数百万甚至几十亿个晶体管是非常重要的,这些晶体管构成了各种复杂的集成电路(IC),在制造这些集成电路的过程中,不同的化学气体必须是准确的。每一步都要测量,使用的气体量会有很大的变化,这是由不同的过程决定的。在大多数情况下,这些步骤都是高度自动化的。有趣的是,尚未自动化的是一个非常简单的步骤,即保持足够的气体供应。
    
     在美国加利福尼亚州圣何塞附近的ADI硅谷工厂,有超过175个专用的晶圆制造气罐。这些气罐受到密切监控,以确保不间断的气体供应。气体供应的意外中断可能导致价值数十万美元的晶圆片报废、收入损失和不可接受的情况。延迟产品交付。为了避免停机,技术人员每天三次手动记录工厂内每个储罐的压力。此手动过程容易出现人为错误,维护成本高。
    
     以前使用这种人工记录数据的方法,是因为人们认为通信系统的布线非常昂贵,在工厂里使用是不现实的,工厂里煤气罐随处可见,而且大部分附近没有交流电源插座或以太网插座,出于安全和地震的原因,工厂建有混凝土墙。因此,安装新导线的成本是令人望而却步的,此外,电源和通信线路的安装也会中断制造过程,这将要求工厂关闭。
    
     为了在不中断生产过程的情况下解决布线问题,初步部署了32节点的SmartMesh IP无线网格网络,对柜内各储气罐的压力进行监测(图2),每个节点由一对AA L91锂电池供电,在正常工作状态下可提供约8年的使用寿命。条件。也就是说,网络可以不需要额外的布线或关机就可以安装,并且只需要偶尔的定期维护来更换电池。虽然工厂是一座混凝土建筑,金属结构随处可见,但网络已经证明是高度可靠的。到本文撰写时,网络已经连续运行83天以上,发送2600多万个数据包读数,其中只有一个数据包丢失,可靠性为99.99999%,比5个9年前的高可用性通信网络和计算机系统可靠性高出100倍,这种网络可靠性水平保证了设备的长时间运行。-无需定期维护,系统能够承受设备和射频环境的不利变化。
    
     图2:半导体制造厂的煤气柜无线节点必须在无处不在的金属和重型混凝土结构中可靠运行。
    
     在油箱柜内,测量每个油箱的压力和稳定压力,测量的读数通过SmartMesh无线网络发送到中央监控系统。每个SmartMesh节点连接到一对油箱,并通过无线网格网络将读数发送到覆盖整个建筑物的网络服务器。在控制室内通过工厂现场管理软件工具显示实时读数,自动计算运行率和趋势曲线,预测定期更换储气罐的需求(图3),并设置了低压阈值。如果储罐压力在设定的更换时间之前达到高级报警阈值,则报警将发送给工厂技术人员。报警内容将显示在控制室监视器上,并通过互联网全天和每周发送给工厂技术人员和工厂管理软件。