SEMI E167设备节能模式通信规范（EESM）概述
引言
SEMI E167（EESM）是一项针对半导体生产设备节能通信的行业规范，旨在定义主机与设备之间管理节能模式的标准化消息服务与行为模型。SEMI E167通过引入休眠模式（Sleep Mode） 及相关状态机，帮助工厂在不影响生产响应能力的前提下，有效降低设备闲置时的能耗。适用于符合 SEMI S23 中描述的、支持休眠模式的半导体生产设备。
基本概念
- 设备能耗模式定义
| 模式 | 说明 | 能耗特点 |
| 工艺模式（Process Mode） | 设备正在执行生产功能 | 能耗最高 |
| 闲置模式（Idle Mode） | 设备已就绪但未执行任务 | 能耗中等 |
| 休眠模式（Sleep Mode） | 设备主动进入低功耗状态 | 能耗最低 |
| 唤醒中（WakingUp） | 从休眠恢复至闲置的过程 | 能耗可能高于闲置 |
- 节能通信的基本逻辑
- 主机通过预测设备的空闲时间，向设备发送 Sleep 命令。
- 设备根据预计休眠时间选择合适的休眠等级，并反馈预估的唤醒时间。
- 主机在需要设备恢复时发送 WakeUp 命令，设备经唤醒过程后回到闲置状态。
- 休眠等级（Sleep Level）
- 设备可支持多个休眠等级，不同等级对应不同的能耗与唤醒时间。
- 设备至少需支持一个休眠等级。
- 设备根据可休眠时间自主选择最佳等级，主机不直接指定。
设备节能状态模型
E167 定义了一个层次化的状态机，用于描述设备在节能通信中的行为：
（图片来源： SEMI E167）
- NormalOperation：设备可正常运作，包含以下子状态：
- Process：生产设备正在执行预期的功能，包括对产品或非产品材料或无材料的操作。
- Idle：生产设备处于空闲状态，可以正常运行。
- InitiatingSleep：生产设备正在执行必要的操作，以实现能耗降低，进入休眠模式的目的。
- Sleep：生产设备处于休眠模式，以较低的能耗运行。
- WakingUp：包含了生产设备从低能耗模式到Idle状态的时间。
- NotReadyForNormalOperation：设备无法正常运行，此状态下不支持节能操作。
通信服务与消息交互
- 远程控制命令
-
- Sleep 命令：主机通知设备进入休眠，并传递预估休眠时间参数（EstimatedSleepPerild）。
- WakeUp 命令：主机指示设备从休眠状态恢复。
- 数据参数
设备在状态转换时需向主机发送相应的事件报告，事件报告中可包含以下参数：
-
- SleepLevel：当前休眠等级
- EstimatedWakeDuration：预估唤醒时间（关键参数，影响生产调度）
- EnergySavingState：当前节能状态（非瞬态参数，用于通信恢复后同步状态）
注意：若设备无法提供 EstimatedWakeDuration，必须记录说明，并由用户自行预估唤醒时间，否则可能引发生产延迟。
实际应用与建议
典型节能场景：
EESM为管理休眠模式提供了一个非常简单的基本场景。从生产设备处于闲置状态开始：
- 工厂确定生产设备在一段可以支持节能的时间短内不用于生产或其他目的；
- 主机向生产设备发送Sleep命令，指定休眠模式估计可用的时间。
- 生产设备接受Sleep命令。
- 生产设备决定最合适的休眠水平(如果存在多个)，并估计需要唤醒的时间
- 生产设备切换到休眠模式。事件报告带有估计唤醒时间。 节能开始。 生产设备一直处于休眠状态，直到被告知唤醒(假设没有故障发生)。
- 主机决定生产设备需要的实际时间(例如生产加工)。
- 确保生产设备有足够的唤醒时间，主机向生产设备发出唤醒命令。
- 生产设备启动唤醒过程。
- 当生产设备可以正常使用时，它会切换到Idle状态并向主机报告。
实施建议：
- 主机应结合设备提供的唤醒时间，合理安排休眠时段，避免频繁唤醒造成能源反耗。
- 设备宜支持状态持久化，通信中断恢复后能同步最新节能状态。
- 在多休眠等级的设备中，建议记录各等级的实际节能效果与唤醒时间，优化调度策略。
总结
SEMI E167 为半导体工厂提供了一套标准化、可协作的设备节能通信框架，提供了可量化的能耗管理工具，通过标准化通信降低设备闲置能耗（同时确保生产调度可控性。
如需了解SEMI E167解决方案，请联系support@kxware.com。
如需获取SEMI 标准文档， 请访问SEMI网站获取：https://www.semi.org/en/products-services/download-standards 。