【应用方案】一分钟了解半导体行业国产通讯方案

随着半导体行业的快速发展，半导体通讯设备国产化的需求日益强烈，ZLG致远电子基于行业需求，推出系统的DeviceNet主从站控制和网关通讯方案。

 半导体行业中DeviceNet的应用

半导体行业中设备一般分为前道设备和后道设备。前道是指晶圆制造厂的加工过程，在空白的硅片完成电路的加工，出厂产品依然是完整的圆形硅片。后道是指封装和测试的过程，在封测厂中将圆形的硅片切割成单独的芯片颗粒，完成外壳的封装，最后完成终端测试，出厂为半导体产品。

图1 半导体工艺流程及对应设备

（资料来源：华安证券、国元证券、云岫资本）

半导体设备的控制系统要求信息传输速度快，精度高，从而对网络的要求也比较高。DeviceNet因其开放、高效、低价、抗干扰能力强、测量及控制精度高等特点，目前被广泛应用于技术含量较高的半导体设备中。DeviceNet不仅降低了系统的复杂性，还减少了设备通信的电缆硬件接线，提高系统可靠性，降低安装、维护成本，是分布式控制系统的理想解决方案。

 

 国产一站式DeviceNet主从站控制方案

广州致远电子股份有限公司作为DeviceNet协会ODVA的会员，长期致力于DeviceNet产品的研发与推广，现已自主研发了DeviceNet从站设备、主站接口卡、协议转换网关和总线分析仪等，并且所有的设备均通过ODVA一致性测试，所有的产品均可提供定制服务。

半导体设备的DeviceNet网络主站主要采用工控机+PCI/CPCI接口主站卡的方式，与PC进行通讯。半导体中设备控制量包括阀的开关、门的开关、压力的开关、MFC流量、晶圆检测、报警信号、节流阀、泵、射频等信号，这些信号与网络相连接的方式分为两种：简要的开关量数字信号主要是通过IO模块，作为DeviceNet的一个从站连接到网络；其他信号如节流阀、射频（包括正向频率、读取、过温报警信号、安全互锁等）、MFC信号的控制参数非常多，就需要选择支持DeviceNet通讯方式的设备，作为一个独立的从站与主站进行通讯，从而进行精确的控制。

半导体设备的DeviceNet网络构成包括主站（PLC或插卡式工控机）、设备从站、连接器，主要连接IO模块、MFC质量流量计、阀组、滑轨、温控器、射频、节流阀等。结构如下图所示。

图2  DeviceNet通讯方案

DeviceNet主站卡集成2路CAN通道，每个CAN通道都集成完全的电气隔离保护和防浪涌保护，保证性能稳定。同时提供强大的软件支持，包括DeviceNet函数库、DeviceNet测试软件、EDS配置软件、OPC服务器等，支持最多63个DeviceNet从‍站节点。目前已经大量应用于电焊机、流量计、半导体设备等领域中的数据采集与处理。 

XGate-DVN11是一款DeviceNet从站协议转换模块，其内部已经集成了DeviceNet从站协议栈代码。XGate-DVN11支持高达128字节I/O报文、250字节显式报文传输，小巧的体积‍，方便嵌入到用户设备中，并提供EDS文件和程序固件定制服务。用户无需进行二次开发，仅需控制器提供一路串口就可实现与XGate-DVN11的数据交互。

另外，ZLG致远电子基于半导体市场需求，推出DeviceNet转Modbus协议转换器、CANopen转Modbus协议转换器、OPC-UA转Modbus协议转换器等各类现场总线协议转换器。图3 DeviceNet/CANopen等协议转换器系列

 半导体行业国产网关通讯方案

除了半导体设备DeviceNet通讯外，半导体产线上还需要其他通讯方式进行信息互通、绩效管理和简化运维。串行接口是工业现场简易前端设备的主流接口，为使设备能快速并入以太网，使其实现集中式监控管理，ZLG致远电子提供内嵌TCP/IP协议栈的八通道工业级串口服务器GCOM80-2NET，其具备数据采集传输、边缘计算、数据加密、设备登录管理功能，实现了RS485和以太网的双向传输，多种配置方式和多种工作模式，让用户不用做复杂的开发工作。
 

在半导体产线的监控系统中，GCOM80-2NET负责将电力系统、空调系统、污水系统、空压系统等各系统PLC控制设备、仪表、传感器等数据，通过串口和以太网数据双向传输，传送到监控中心服务器，保证数据的稳定可靠。如下图所示。

图4 多通道网关通讯方案