半導體業界應對＂EDA＂三字不陌生，但多數人會直接聯想到的應是電子設計自動化 (Electronic Design Automation)；然而，對于工業 4.0 之智能制造而言，EDA 一詞另有所指：設備資料取得 (Equipment Data Acquisition，本文下稱 EDA 皆為此義)，它有一組專屬產業標準，也是銜接物聯網 (IoT) 的天下第一關，旨在促進并改善工廠數據收集軟件應用程序和設備之間的通訊，以便為后續虛實整合系統 (CPS) 奠定基礎——建立＂元數據＂(metadata) 模型。
元數據是指＂描述數據的數據＂。以我們熟悉的計算機文文件打個比方，每份文檔所標注的檔案大小、建立時間、概述及作者等信息即屬此類。信息處理最忌諱的就是＂Garbage in、Garbage out＂，如果數據源頭有誤或沒價值，之后所有動作恐將白忙一場。工業自動化軟件大廠 Cimetrix 主張，智能制造的 EDA 須滿足以下條件：1.自生產設備取得的數據須有助于建立元數據模型；2.客戶端應用須多樣化且彼此獨立；3.強大的資料收集計劃 (DCP) 架構；4.支持隨需數據 (data on demand)；5.可實時監視效能并發送通知；6.采用基于網絡的通訊技術；7.可無縫融入智慧工廠。
照片人物：Cimetrix 新產品創新副總裁 Alan Weber
EDA 意在輔助，而非取代既有半導體標準
Cimetrix 新產品創新副總裁 Alan Weber 介紹，上述所衍生的價值鏈可概略分為：控制、連接、協作、可視化、分析、優化，常用的主要績效指標有：變現時間、產量、良率／生產力、循環周期、產能、廢品率及環境／健康／安全管理 (EHS)。智能工廠利用 EDA 收集設備特定數據，經由分析決策以提高生產力、改善質量及降低成本，而＂讓用戶隨時、隨地都能取得想要的數據＂是關鍵。EDA 并非用來取代 SEMI GEM / SECS 或 SEMI GEM300 標準，因它不具備控制或組態設定；不過，多數設備供貨商仍將它視為重要的輔助規范予以支持。
圖：設備模型價值鏈涵蓋內容
資料來源：Cimetrix 提供
其中，E164 是半導體設備通訊協議 GEM / SECS-II 的 EDA 規范，可與 GEM300 同步導入；它為不同類型設備提供共通標準，使整個數據收集過程自動化、減少轉譯的麻煩，且能真正實現＂即插即用＂、提升工程效率。Weber 表示，EDA 標準的起心動念始于 2001 年；當時不同設備的連接接口處于各自為政狀態，費用十分高昂，業界亟需為收集、分發高密度且實時的設備數據擬訂彈性方法，包括從后工藝批量級發展而來的缺陷偵測算法、過程中的診斷和工具阻絕能力，以及從批量到晶圓級的批次控制 (R2R Control)。直到 EDA 標準成形，方見曙光。
表1：SECS / GEM vs. EDA / 界面 A 比較
資料來源：Cimetrix 官網
表2：SECS / GEM vs. EDA / 接口 A 之技術概念對應
資料來源：Cimetrix 官網
著眼于良率和設備稼動率，EDA 需求有增無減
雖然 GEM 也能用于材料追蹤、整體設備效率 (OEE) 報告、批次缺陷偵測／分類和控制，卻有以下限制：1.最大數據追蹤頻率只有 1Hz，但實務上至少需 10Hz、甚至 100Hz 才夠；2.收集動作會與基板移動和工藝配方的啟／停一致，無法持續獲得數據；3.基于工具效能考慮，GEM 接口往往會被固定或鎖定。此外，進入先進工藝后，工程師需要更精準的數據、具預測能力的算法、充分反應工藝條件的動態取樣，以及不用另行簽核即可定義新的數據收集計劃。
2009～2010 年間，IC 制造商開始向設備供貨商要求整合性的 EDA 解決方案；之后為改善良率和設備稼動率，此類需求有增無減。Weber 觀察，近期受到工業 4.0 智能制造的驅動，著眼于投資報酬率的應用發展日盛，前提是 EDA 須具備以下能力：1.實時監測產出；2.精準萃取＂失效偵測與分類系統＂(FDC) 特性；3.獲取特定感測資料；4.旗艦級的匹配及管理；5.支持 eOCAP (electronic Out-of-Control Action Plan) 品管執行；6.整合并分析分散于不同廠區的數據；7.追溯產品及材料。如此，才能同時顧及工程師與作業員的工作需求。
