Agnitron 利用 Agilis 兩用機(jī)開發(fā)了一套通過金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（MOCVD）技術(shù)制備半導(dǎo)體材料氧化鎵的系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)還能夠在需要時(shí)切換為其它材料。Agnitron 采用倍福基于 PC 的控制技術(shù)，確保滿足用戶在研發(fā)中小型生產(chǎn)設(shè)備時(shí)所需的高可靠性和靈活的可擴(kuò)展性。
改進(jìn)消費(fèi)電子產(chǎn)品中高壓開關(guān)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)后，化合物半導(dǎo)體氧化鎵（Ga2O3）有望帶來廣泛而令人激動(dòng)的好處。然而，這種超寬帶隙化合物半導(dǎo)體的性能和用例必須首先得到如猶他大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程助理教授 Sriram Krishnamoorthy 博士等研究人員的證實(shí)。
在研究現(xiàn)有金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（MOCVD）設(shè)備時(shí)存在的限制可能導(dǎo)致無法滿足正確處理氧化鎵的定制、價(jià)格或可靠性要求。在探索新系統(tǒng)的同時(shí)，Krishnamoorthy 發(fā)現(xiàn)了化合物半導(dǎo)體研發(fā)公司 Agnitron 的 Agilis 平臺(tái)。
Agnitron 公司總裁兼 CEO Andrei Osinsky 于 2008 年在明尼蘇達(dá)州 Chanhassen 創(chuàng)立了公司，雖然很多 MOCVD 設(shè)備制造商已經(jīng)開始重點(diǎn)關(guān)注 LED 等大行業(yè)趨勢，但 Agnitron 的成立是為了向需求尚未得到滿足的細(xì)分市場提供新的解決方案。彼時(shí)公司已經(jīng)完成了對(duì) β-氧化鎵應(yīng)用的研究，并開發(fā)了 Imperium MOVCD™ 軟件以及 Agnitemp™ 用于現(xiàn)場計(jì)量他們自己的系統(tǒng)。公司推出的 Agilis 兩用機(jī)只需稍微調(diào)整就可以在幾天時(shí)間內(nèi)將生長中的 β-氧化鎵轉(zhuǎn)換為 III 族氮化物半導(dǎo)體材料，而目前市面上其它 MOCVD 設(shè)備都無法提供此功能。基于 PC 的控制技術(shù)的模塊化和靈活性簡化了此款多功能平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)。
成本控制和可靠性是關(guān)鍵
一套新的 MOCVD 系統(tǒng)售價(jià)基本都超過 100 萬美元。即使 Agilis 機(jī)可以兩用， Agnitron 客戶投入的成本還是不低，而他們通常沒有像大型半導(dǎo)體制造商那樣的高額預(yù)算。然而，無論是在科研方面，還是在生產(chǎn)方面，客戶的要求都在不斷提高以達(dá)到高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并堅(jiān)持自己的生長配方。Agnitron 公司自動(dòng)化和控制技術(shù)主管 Ivan Yunchyk 解釋道：“我們處在一個(gè)成本競爭非常激烈的市場。我們必須以盡可能最低的價(jià)格提供多功能解決方案，每個(gè)組件同時(shí)必須具有高可靠性和可重復(fù)性。”
Agnitron 公司高級(jí)首席工程師 Dmitri Volovik 博士補(bǔ)充道：“在這個(gè)行業(yè)收到的最好贊譽(yù)是客戶說設(shè)備和以前一樣好用。客戶需要花費(fèi)數(shù)年的開發(fā)時(shí)間和數(shù)百萬美元來定義工藝流程，因此他們希望編程好的新系統(tǒng)能夠精確維護(hù)半導(dǎo)體制造工藝配方，不會(huì)出現(xiàn)意外停機(jī)情況。”事實(shí)上，當(dāng)時(shí) Agnitron 公司前一家供應(yīng)商提供的自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的可靠性出現(xiàn)了問題，公司正瀕臨失去客戶的危險(xiǎn)邊緣，恰在此時(shí)，他們?cè)诳偛课挥诿髂崽K達(dá)州薩維奇附近的倍福自動(dòng)化公司找到了全新的解決方案。
可為不同用戶定制模塊化系統(tǒng)
具備良好的模塊化功能的倍福控制產(chǎn)品可以為 Agilis 系統(tǒng)提供兩種不同的控制解決方案：倍福搭載四核 Intel® Xeon® 處理器的CX2042 嵌入式控制器和搭載四核 Intel® core™ i7 處理器的 CX2040 嵌入式控制器。
“我們提供標(biāo)配版 CX2040 滿足客戶的研發(fā)需求。” Dmitri Volovik 說道：“但客戶對(duì)內(nèi)存和處理速度的要求越來越高。我們的 Imperium 軟件和 SQL 數(shù)據(jù)庫必須在同一個(gè)硬件平臺(tái)上運(yùn)行，以便支持更復(fù)雜的操作和更大量數(shù)據(jù)的采集以及滿足 Agnitemp 的計(jì)量要求，而搭載 Xeon® 處理器和 1 TB SSD 固態(tài)硬盤的 CX2042 控制器是實(shí)現(xiàn)全天候生產(chǎn)的最佳選擇。”
很多翻修和改造項(xiàng)目可以使用價(jià)格更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的 CX2040。如果現(xiàn)有的 PLC 還可以工作，公司只需簡單地用倍福的 C5102 機(jī)架安裝式工業(yè) PC 取代傳統(tǒng) PC 即可。在這兩種情況下，倍福硬件和軟件的向后兼容性確保能夠可靠地維護(hù)半導(dǎo)體生長配方。
通過在嵌入式控制器上使用 TwinCAT 3 自動(dòng)化軟件，Agnitron 工程師可以通過 Visual Studio 用 C# 語言編寫設(shè)備控制邏輯。由于嵌入式控制基于 Windows 操作系統(tǒng)，因此他們可以安裝 Imperium 控制軟件并在本地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。通過使用基于 PC 的控制系統(tǒng)而不是單獨(dú)的 PC 和 PLC，Agilis 機(jī)器在控制硬件上節(jié)省了大約 10000 美元。
具有實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)能力，同時(shí)減少空間
EtherCAT 的實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)能力可以為 Agilis 帶來更多好處。EtherCAT 高密度端子模塊 EL3318 連接 Agilis 和 8 個(gè)不同的熱電偶，這在使用 β-氧化鎵和其它復(fù)雜半導(dǎo)體材料時(shí)至關(guān)重要。它們與其它 16 通道 I/O 端子模塊一起讓設(shè)備保持占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。“控制柜內(nèi)部的空間變得越來越狹小，特別是一些較小的研發(fā)系統(tǒng)。”Dmitri Volovik 說道。“倍福的 EtherCAT I/O 和嵌入式控制器的緊湊性讓我們能夠在眾多的競爭對(duì)手中脫穎而出。”
EtherCAT 已經(jīng)成為半導(dǎo)體行業(yè)占據(jù)領(lǐng)先地位的工業(yè)以太網(wǎng)，目前已經(jīng)成為 SEMI 標(biāo)準(zhǔn)，而 DeviceNet 曾經(jīng)是業(yè)界應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)有設(shè)備中，EL6752 DeviceNet 主站/從站端子模塊用于連接 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)和 DeviceNet 現(xiàn)場設(shè)備。正如 Dmitri Volovik 所解釋的，EtherCAT 還簡化了開發(fā)工作：“有了 EtherCAT 工業(yè)以太網(wǎng)和 TwinCAT 開發(fā)環(huán)境，集成一個(gè) DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)只需花費(fèi)數(shù)小時(shí)時(shí)間。而如果使用前一家供應(yīng)商提供的解決方案，這項(xiàng)工作則通常需要整整一周的時(shí)間。”
研究人員 Sriram Krishnamoorthy 認(rèn)為，Agilis 兩用機(jī)正在改變研究機(jī)構(gòu)和半導(dǎo)體行業(yè)的游戲規(guī)則：“目前市場上還沒有一個(gè)平臺(tái)能夠提供這種服務(wù)。事實(shí)上，我還有一些懸而未決的提案，探索 III 族氮化物和氧化鎵整合在超高壓設(shè)備中的應(yīng)用，希望這個(gè)平臺(tái)能夠成為我在許多其它機(jī)構(gòu)進(jìn)行的科研項(xiàng)目負(fù)擔(dān)得起的選擇。”
關(guān)于德國倍福
倍福（Beckhoff）是一家專注于自動(dòng)化新技術(shù)的德資企業(yè)，創(chuàng)立于 1980 年，總部位于德國威爾市。作為全球自動(dòng)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)者，倍福定義了自動(dòng)化領(lǐng)域的許多標(biāo)準(zhǔn)，是國際標(biāo)準(zhǔn)的制定者和推動(dòng)者。公司所生產(chǎn)的工業(yè) PC、現(xiàn)場總線模塊、驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品和 TwinCAT 自動(dòng)化軟件構(gòu)成了一套完整的、相互兼容的控制系統(tǒng)，可為各個(gè)工控領(lǐng)域提供開放式自動(dòng)化系統(tǒng)和完整的解決方案。經(jīng)過 40 年的發(fā)展和努力，倍福已在世界各地設(shè)立 30 多家分支機(jī)構(gòu)，加上全球的合作伙伴，業(yè)務(wù)遍及 70 多個(gè)國家和地區(qū)。
倍福于 1997 年進(jìn)入中國市場，中國區(qū)總部落戶于上海市北高新產(chǎn)業(yè)園區(qū)，現(xiàn)有員工 300 人，辦事處遍及國內(nèi) 30 座大中城市。創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、半導(dǎo)體、光伏太陽能、電子制造、金屬加工、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料加工、輪胎加工、木材加工、玻璃機(jī)械、物流輸送以及樓宇自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。
公司傾力推廣的 EtherCAT 實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)于 2014 年成為中國國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，并已入編工信部的《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。作為一家技術(shù)驅(qū)動(dòng)型公司，倍福一直注重在技術(shù)上尋求突破創(chuàng)新，在業(yè)內(nèi)享有“創(chuàng)新引擎”的美譽(yù)。倍福基于 PC 的控制技術(shù)具有良好的開放性，它支持所有主流的工業(yè)通信協(xié)議，將 IT 技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)化技術(shù)完美融合在一起，為實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 和智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
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