مع إطلاق هواوي لقانون "تاو (τ)" في 25 مايو من هذا العام، والذي استبدلت فيه "التوسيع الهندسي" التقليدي بـ"التوسيع الزمني"، يشهد قطاع أشباه الموصلات انخفاضًا مستمرًا في زمن انتقال الإشارة وزيادة كبيرة في كثافة الترانزستورات. ويُدشّن هذا رسميًا عهدًا جديدًا ينتقل فيه قطاع أشباه الموصلات الصيني من "اتباع القواعد" إلى "ريادة النماذج". وفي الوقت نفسه، واصلت خمس جهات، من بينها لجنة التنمية والإصلاح الوطنية، زيادة الدعم الضريبي حتى عام 2026، كما أُدرجت معدات فحص أشباه الموصلات بوضوح في قائمة الصناعات الناشئة الاستراتيجية ضمن "الخطة الخمسية الخامسة عشرة". وقد أتاح هذا الزخم الثلاثي المتمثل في "الطلب المتزايد + الدعم السياسي القوي + تسريع الإحلال المحلي" فرصةً سانحةً لتحقيق اختراق سريع لمعدات اختبار أشباه الموصلات المطورة محليًا في الصين.
بفعل التحول الصناعي والسياسات الوطنية، تدخل معدات فحص رقائق أشباه الموصلات، باعتبارها البنية التحتية للتحكم في الإنتاجية التي تشمل تصميم الرقائق وتصنيع الرقائق والتغليف والاختبار، مرحلةً محوريةً من "التعافي العالمي مع تسريع وتيرة الاستبدال المحلي". ومع تقدم عمليات تصنيع أشباه الموصلات نحو مقياس النانومتر وحتى المقياس الذري، تزداد أهمية العيوب الدقيقة على أسطح الرقائق، مثل الخدوش والجسيمات والحفر والملوثات، وتأثيرها الحاسم على إنتاجية الرقائق. في فحص الرقائق، يجب على معدات الفحص البصري الآلي (AOI) معالجة كميات هائلة من بيانات الصور عالية الدقة في الوقت الفعلي، مما يفرض متطلبات صارمة على القدرة الحاسوبية وقابلية التوسع والاستقرار والقدرة على التكيف مع البيئة لوحدة الحوسبة الأساسية.
احتاجت شركة محلية متخصصة في توفير حلول معدات فحص أشباه الموصلات إلى معدات فحص عيوب الرقائق الإلكترونية لتلبية معايير تنظيف عالية، مع تمكينها من الحصول على بيانات متزامنة عالية السرعة من كاميرات متعددة، وتشغيل خوارزميات الذكاء الاصطناعي للتعرف على العيوب في الوقت الفعلي، واستمرار الإنتاج على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع دون انقطاع. وبناءً على ذلك، حدد العميل متطلبات واضحة للحاسوب الصناعي الأساسي.
تحديات العملاء
في مشروع ترقية معدات فحص الرقائق الإلكترونية الخاص بالعميل، تم تحديد التحديات الأساسية التالية:
1. متطلبات الفحص عالي الدقة في الوقت الفعلي:كان النظام بحاجة إلى معالجة صور سطح الرقاقة الملتقطة بواسطة كاميرات صناعية متعددة عالية الدقة في وقت واحد وتحديد العيوب على مستوى الميكرون مثل الخدوش والجسيمات والبقع في الوقت الحقيقي.
2. عدم كفاية قابلية التوسع:المعدات اللازمة لتوصيل كاميرات صناعية متعددة، وبطاقات التحكم في الحركة، وبطاقات جمع البيانات، ووحدات التحكم في مصادر الضوء، وأجهزة PCIe/PCI الأخرى في نفس الوقت.
3. الاستقرار والموثوقية:تتطلب خطوط إنتاج أشباه الموصلات تشغيلاً متواصلاً على مدار الساعة، وأي توقف غير متوقع قد يتسبب بخسائر فادحة. كما يجب أن تتكيف المعدات مع بيئات غرف التصنيع النظيفة المتوافقة مع معيار ISO 14644-1، وأن توفر حماية صارمة ضد التفريغ الكهروستاتيكي.
4. متطلبات أمن البيانات:كان من الضروري الاحتفاظ ببيانات الفحص على المدى الطويل، مع دعم مصفوفة RAID لمنع فقدان البيانات الناتج عن فشل محرك أقراص واحد.
حلول APQ
استنادًا إلى هذه المتطلبات، قدمت شركة APQ للعميل حلًا لفحص عيوب الرقاقات باستخدام حاسوب IPC350-Q670SA2 الصناعي المثبت على الحائط والمخصص لفحص الرقاقات كوحدة معالجة مركزية. يوفر هذا الحل المزايا الرئيسية التالية:
1 أداء حاسوبي قوي للفحص في الوقت الفعلي
يُجهز جهاز IPC350-Q670SA2 بمعالجات Intel® Core/Pentium/Celeron من الجيل الثاني عشر/الثالث عشر/الرابع عشر، وأربعة منافذ ذاكرة DDR5، تدعم سعة تصل إلى 192 جيجابايت. يستطيع هذا الجهاز التعامل بسهولة مع المعالجة الآنية لبيانات الصور الضخمة والاستدلال المتوازي لخوارزميات الرؤية المعقدة في عمليات فحص الرقائق. سواءً أكان الأمر يتعلق بتحديد الخدوش السطحية الدقيقة أو تحليل عيوب البلورات النانوية، فإنه يوفر الدعم الحاسوبي اللازم للاستجابة الآنية.
02 توسع كبير لأنظمة التفتيش المتعددة
7 فتحات توسعة كاملة الارتفاع: بما في ذلك 2 × PCIe x16، و3 × PCIe x4، و2 × PCI، مما يلبي الحاجة إلى توصيل كاميرات متعددة عالية السرعة وبطاقات التحكم في الحركة وبطاقات تسريع وحدة معالجة الرسومات في وقت واحد في معدات فحص الرقائق.
يدعم منفذ M.2 Key-E واحد وحدات Wi-Fi/Bluetooth لتسهيل التوسع اللاسلكي.
يستخدم مثبت بطاقة التوسعة PCIe بدون أدوات تصميمًا عالي المقاومة للاهتزازات مناسبًا لبيئة الاهتزاز الطفيف في ورش تصنيع الرقائق.
03 واجهات إدخال/إخراج غنية لتبسيط تكامل النظام
الخلف: منفذان RJ45 جيجابت إيثرنت، و6 منافذ USB بسرعة 5 جيجابت في الثانية، ومنفذ RS232 واحد، ومخرج عرض ثلاثي مستقل عبر HDMI/VGA/DVI-D، يدعم الاتصال المتزامن لوحدات التحكم في مصادر الإضاءة والكاميرات والشاشات ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs).
الواجهة الأمامية: منفذان USB، مفتاح الطاقة، ومؤشرات الحالة لتسهيل عملية تصحيح الأخطاء والصيانة في الموقع.
داخلي: 5 × USB، 5 × منافذ COM مع RS232/485/422 اختياري، و 8 قنوات GPIO، مما يسمح بالاتصال بمختلف أجهزة الاستشعار والمشغلات دون توسيع إضافي ويقلل بشكل كبير من تعقيد تكامل النظام.
04 موثوقية صناعية عالية للبيئات القاسية
يعمل الهيكل الفولاذي المجلفن بالكامل على حجب التداخل الكهرومغناطيسي بشكل فعال ويعمل مع تصميم التأريض لتوفير حماية أساسية ضد التفريغ الكهروستاتيكي.
تصميم تدفق هواء مستقل: تبريد ذكي بمروحة وحدة المعالجة المركزية ومروحة النظام، يدعم نطاق درجة حرارة التشغيل من 0 إلى 50 درجة مئوية ويحافظ على الاستقرار الحراري حتى في ظل عمليات الفحص طويلة الأمد وعالية الحمل.
تدعم فتحات محركات الأقراص المزدوجة المقاومة للصدمات مقاس 3.5 بوصة النشر الهجين لمحركات الأقراص الصلبة عالية السرعة ومحركات الأقراص الصلبة ذات السعة الكبيرة، مما يلبي متطلبات الاحتفاظ ببيانات الفحص على المدى الطويل والنسخ الاحتياطي الآمن، مع مصفوفات RAID قابلة للتكوين.
يدعم الهيكل الصغير المدمج 4U، الذي يبلغ قياسه 330 × 351 × 180 مم، كلاً من التثبيت على الحائط والتثبيت على سطح المكتب، ويتكيف بمرونة مع تخطيطات معدات الفحص المختلفة.
الإنجازات القيّمة:
من خلال طرح جهاز APQ IPC350-Q670SA2، نجح مزود حلول معدات فحص أشباه الموصلات في تحقيق ما يلي:
تحسن ملحوظ في كفاءة الفحص:
إن الجمع بين وحدة معالجة مركزية عالية الأداء وذاكرة ذات سعة كبيرة يحسن كفاءة تشغيل خوارزميات التعرف على العيوب بالذكاء الاصطناعي، مما يتيح إنتاجية فحص الرقاقات لتلبية متطلبات خط الإنتاج.
تقليل تعقيد تكامل النظام:تتيح سبع فتحات توسعة كاملة الارتفاع وواجهات إدخال/إخراج غنية إمكانية دمج الكاميرات وبطاقات الاستحواذ وبطاقات الحركة ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) والأجهزة الأخرى في جهاز واحد، مما يبسط بنية النظام ويحسن موثوقية الجهاز بشكل عام.
ضمان استمرارية الإنتاج:تضمن الموثوقية الصناعية والتبريد الذكي وآليات أمان البيانات القائمة على تقنية RAID تشغيلًا مستقرًا على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في بيئات الغرف النظيفة، مما يحافظ على معدل الفشل الشهري منخفضًا للغاية.
مرونة في النشر وتوفير في المساحة:يدعم الهيكل الصغير 4U التثبيت على الحائط ويمكن دمجه بمرونة في خزائن معدات الفحص المدمجة، مما يمنح العملاء حرية أكبر في تخطيط خط الإنتاج.
تاريخ النشر: 4 يونيو 2026
