با انتشار گسترده «قانون تائو (τ)» توسط هواوی در ۲۵ مه امسال، که «مقیاسبندی هندسی» سنتی را با «مقیاسبندی زمانی» جایگزین کرد، این صنعت به طور مداوم تأخیر انتشار سیگنال را کاهش داده و تراکم ترانزیستور را به میزان قابل توجهی افزایش میدهد. این امر رسماً دوران جدیدی را آغاز میکند که در آن صنعت نیمههادی چین از «پیروی از قوانین» به سمت «الگوهای پیشرو» حرکت میکند. در عین حال، پنج بخش از جمله کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی به افزایش حمایت از مشوقهای مالیاتی برای سال ۲۰۲۶ ادامه دادهاند و تجهیزات بازرسی نیمههادی به وضوح در فهرست پیشرفتهای استراتژیک صنایع نوظهور «برنامه پنج ساله پانزدهم» گنجانده شده است. شتاب سهگانه «افزایش تقاضا + حمایت سیاسی قویتر + جایگزینی داخلی تسریعشده» دریچه مهمی را برای پیشرفت سریع تجهیزات تست نیمههادی توسعهیافته مستقل چین ایجاد کرده است.
تجهیزات بازرسی ویفر نیمههادی، به عنوان زیرساخت کنترل بازده که شامل طراحی تراشه، تولید ویفر، بستهبندی و آزمایش میشود، تحت تأثیر تحولات صنعتی و سیاستهای ملی، وارد دوره تشدید «بهبود جهانی + جایگزینی داخلی شتابیافته» میشود. با پیشرفت فرآیندهای نیمههادی به سمت مقیاس نانومتری و حتی اتمی، نقصهای کوچک روی سطوح ویفر، مانند خراشها، ذرات، حفرهها و آلایندهها، تأثیر فزایندهای بر بازده تراشه دارند. در بازرسی ویفر، تجهیزات بازرسی نوری خودکار (AOI) باید حجم عظیمی از دادههای تصویری با وضوح بالا را در زمان واقعی پردازش کنند و الزامات سختگیرانهای را بر قدرت محاسباتی، قابلیت توسعه، پایداری و سازگاری محیطی واحد محاسباتی اصلی اعمال کنند.
یک ارائهدهنده راهحل داخلی متخصص در تجهیزات بازرسی نیمههادی، به تجهیزات بازرسی نقص ویفر خود نیاز داشت تا استانداردهای بالای تمیزکاری را رعایت کند و در عین حال امکان جمعآوری همزمان و پرسرعت از چندین دوربین، عملکرد الگوریتمهای تشخیص نقص هوش مصنوعی در زمان واقعی و تولید بدون وقفه 24 ساعته و 7 روز هفته را فراهم کند. بر این اساس، مشتری الزامات روشنی را برای کامپیوتر صنعتی اصلی تعریف کرد.
چالش مشتری
در پروژه ارتقاء تجهیزات بازرسی ویفر مشتری، چالشهای اصلی زیر شناسایی شدند:
۱. الزامات بازرسی با دقت بالا در زمان واقعی:این سیستم نیاز داشت تا به طور همزمان تصاویر سطح ویفر گرفته شده توسط چندین دوربین صنعتی با وضوح بالا را پردازش کرده و نقصهای سطح میکرونی مانند خراشها، ذرات و لکهها را در زمان واقعی شناسایی کند.
۲. قابلیت توسعه ناکافی:تجهیزات مورد نیاز برای اتصال همزمان چندین دوربین صنعتی، کارتهای کنترل حرکت، کارتهای جمعآوری داده، کنترلکنندههای منبع نور و سایر دستگاههای PCIe/PCI.
۳. پایداری و قابلیت اطمینان:خطوط تولید نیمههادی نیاز به عملکرد مداوم 24 ساعته و 7 روز هفته دارند و هرگونه خرابی غیرمنتظره میتواند خسارات بزرگی را به بار آورد. این تجهیزات همچنین باید با محیطهای اتاق تمیز تولید ویفر مطابق با ISO 14644-1 سازگار شوند و محافظت دقیق در برابر ESD را ارائه دهند.
۴. الزامات امنیت دادهها:دادههای بازرسی باید برای مدت طولانی نگهداری شوند، با پشتیبانی از آرایه RAID تا از از دست رفتن دادهها ناشی از خرابی تک درایو جلوگیری شود.
راهکار APQ
بر اساس این الزامات، APQ با استفاده از کامپیوتر صنعتی دیواری بازرسی ویفر IPC350-Q670SA2 به عنوان واحد محاسباتی اصلی، یک راهکار بازرسی نقص ویفر را در اختیار مشتری قرار داد. این راهکار مزایای کلیدی زیر را ارائه میدهد:
01 عملکرد محاسباتی قدرتمند برای بازرسی در لحظه
IPC350-Q670SA2 مجهز به پردازندههای دسکتاپ Intel® Core/Pentium/Celeron نسل دوازدهم/سیزدهم/چهاردهم و 4 اسلات حافظه DDR5 است که تا 192 گیگابایت را پشتیبانی میکند. این دستگاه میتواند به راحتی پردازش دادههای تصویری حجیم و استنتاج موازی برای الگوریتمهای پیچیده بینایی در سناریوهای بازرسی ویفر را به صورت بلادرنگ انجام دهد. چه شناسایی خراشهای سطحی کوچک و چه تجزیه و تحلیل نقصهای کریستالی در مقیاس نانو، پشتیبانی محاسباتی مورد نیاز برای پاسخ بلادرنگ را فراهم میکند.
02 گسترش گسترده برای طرحهای بازرسی چندگانه
۷ اسلات توسعه تمام قد: شامل ۲ × PCIe x16، ۳ × PCIe x4 و ۲ × PCI، که نیاز به اتصال همزمان چندین دوربین پرسرعت، کارتهای کنترل حرکت و کارتهای شتابدهنده GPU را در تجهیزات بازرسی ویفر برآورده میکند.
۱ × M.2 Key-E از ماژولهای Wi-Fi/Bluetooth برای گسترش بیسیم آسان پشتیبانی میکند.
نگهدارنده کارت توسعه PCIe بدون نیاز به ابزار، از طراحی بسیار مقاوم در برابر لرزش استفاده میکند که برای محیطهای با لرزش کم کارگاههای تولید ویفر مناسب است.
03 رابطهای ورودی/خروجی غنی برای سادهسازی ادغام سیستم
عقب: ۲ پورت اترنت گیگابیت RJ45، ۶ پورت USB 5 گیگابیت بر ثانیه، ۱ پورت RS232 و خروجی مستقل سه نمایشگر از طریق HDMI/VGA/DVI-D، که از اتصال همزمان کنترلکنندههای منبع نور، دوربینها، مانیتورها و PLCها پشتیبانی میکند.
جلو: ۲ × USB، کلید پاور و نشانگرهای وضعیت برای اشکالزدایی و نگهداری آسانتر در محل.
داخلی: ۵ پورت USB، ۵ پورت COM با RS232/485/422 اختیاری و GPIO 8 کاناله، که امکان اتصال به سنسورها و محرکهای مختلف را بدون نیاز به توسعه اضافی فراهم میکند و پیچیدگی یکپارچهسازی سیستم را به طور قابل توجهی کاهش میدهد.
04 قابلیت اطمینان در سطح صنعتی برای محیطهای خشن
شاسی فولادی کاملاً گالوانیزه به طور مؤثر از تداخل الکترومغناطیسی محافظت میکند و با طراحی اتصال به زمین برای ارائه حفاظت اولیه در برابر ESD همکاری میکند.
طراحی جریان هوای مستقل: خنککننده هوشمند با فن CPU و فن سیستم، پشتیبانی از محدوده دمای عملیاتی 0 تا 50 درجه سانتیگراد و حفظ پایداری حرارتی حتی در بازرسی طولانی مدت و پربار.
دو جایگاه درایو ۳.۵ اینچی مقاوم در برابر ضربه، از استقرار ترکیبی SSDهای پرسرعت و HDDهای با ظرفیت بالا پشتیبانی میکنند و الزامات نگهداری طولانیمدت دادهها و پشتیبانگیری ایمن را با آرایههای RAID قابل تنظیم برآورده میکنند.
این دستگاه با ابعاد 330 × 351 × 180 میلیمتر و ابعاد جمع و جور 4U، هم به صورت دیواری و هم رومیزی قابل نصب است و به طور انعطافپذیری با چیدمانهای مختلف تجهیزات بازرسی سازگار میشود.
دستاوردهای ارزشی:
با معرفی APQ IPC350-Q670SA2، ارائه دهنده راه حل تجهیزات بازرسی نیمه هادی با موفقیت به موارد زیر دست یافت:
بهبود قابل توجه راندمان بازرسی:
ترکیب یک پردازنده با کارایی بالا و حافظه با ظرفیت بالا، راندمان عملیاتی الگوریتمهای تشخیص نقص هوش مصنوعی را بهبود میبخشد و امکان بازرسی ویفر را برای برآورده کردن نیازهای خط تولید فراهم میکند.
کاهش پیچیدگی ادغام سیستم:هفت اسلات توسعه تمام قد و رابطهای ورودی/خروجی غنی، امکان ادغام دوربینها، کارتهای جمعآوری تصویر، کارتهای حرکت، PLCها و سایر دستگاهها را در یک دستگاه فراهم میکنند و معماری سیستم را ساده کرده و قابلیت اطمینان کلی دستگاه را بهبود میبخشند.
تولید مداوم تضمین شده:قابلیت اطمینان در سطح صنعتی، خنککنندگی هوشمند و مکانیزمهای امنیت دادههای مبتنی بر RAID، عملکرد پایدار 24 ساعته و 7 روز هفته را در محیطهای تمیز تضمین میکنند و نرخ خرابی ماهانه را بسیار پایین نگه میدارند.
استقرار انعطافپذیر و صرفهجویی در فضا:شاسی کوچک 4U از نصب دیواری پشتیبانی میکند و میتواند به صورت انعطافپذیر در کابینتهای تجهیزات بازرسی جمع و جور ادغام شود و به مشتریان آزادی بیشتری در چیدمان خط تولید میدهد.
زمان ارسال: ژوئن-04-2026
