智能化、信息化-半導體制造發(fā)展的必然趨勢
作為支撐經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和保障國家信息安全的戰略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)，半導體產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展是搶抓新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命機遇，培育發(fā)展新動(dòng)能的戰略選擇。中國半導體產(chǎn)業(yè)起步較晚，主要經(jīng)歷了起步探索→初步發(fā)展→加速發(fā)展→高速發(fā)展4個(gè)主要階段，2018年以來(lái)美國商務(wù)部將多家中國知名科技企業(yè)及實(shí)體列入“實(shí)體清單”，對中興、華為等企業(yè)進(jìn)行貿易制裁后，中國更加重視半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，政府出臺多項政策促進(jìn)國產(chǎn)集成電路發(fā)展，國產(chǎn)集成電路進(jìn)入高速發(fā)展階段。
作為工業(yè)領(lǐng)域最尖端的技術(shù)之一，半導體的制造的過(guò)程極度復雜、漫長(cháng)，且每個(gè)制程步驟的良率都必須接近100%，才能確保最終生產(chǎn)良率維持在可接受的水平。因此，在提高企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提升良品率、降低人力依賴(lài)等方面有顯著(zhù)性?xún)?yōu)勢的智能制造無(wú)疑將成為半導體行業(yè)中的一項關(guān)鍵性技術(shù)。從整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)來(lái)看，其單機自動(dòng)化早已經(jīng)不是問(wèn)題。實(shí)現整場(chǎng)的智能化、信息化，才是客戶(hù)的主要訴求。在半導體制造自動(dòng)化、智能化進(jìn)程中，機器人必不可少，隨著(zhù)機器人變得更快、更精確和更智能，它們在電子和半導體制造中的作用將在世界各地增加。
復合移動(dòng)機器人價(jià)值被逐漸認可
移動(dòng)機器人的價(jià)值近年來(lái)逐漸被半導體（FAB）工廠(chǎng)認可，作為天車(chē)系統（OHT）的補充及替代，移動(dòng)機器人進(jìn)一步提升了FAB工廠(chǎng)內物流的柔性，很多移動(dòng)機器人廠(chǎng)商也都相繼開(kāi)發(fā)了針對半導體行業(yè)的產(chǎn)品。
在半導體領(lǐng)域應用的多種AGV/AMR中，復合移動(dòng)機器人是應用最多的產(chǎn)品，也是技術(shù)難度最高的。
復合移動(dòng)機器人是指由移動(dòng)平臺、操作機（以機械臂為主）、視覺(jué)模組、末端執行器等組成，利用多種機器人學(xué)，傳感器融合定位與導航、移動(dòng)操作、人工智能等技術(shù)，集成了移動(dòng)機器人與操作機功能的新型機器人。
當前，頭部的半導體企業(yè)幾乎都有導入復合機器人。
12寸的晶圓廠(chǎng)多數是用天車(chē)來(lái)運輸晶圓盒，對天花板高度有一定要求，一般是4 到 4.5米。然后加復合移動(dòng)機器人輔助，有一些天車(chē)（OHT）覆蓋不到的范圍都開(kāi)始逐漸使用復合移動(dòng)機器人。當然，有些晶圓廠(chǎng)或是舊廠(chǎng)的設計沒(méi)有達到全方位的自動(dòng)化，還是需要用到自動(dòng)化倉庫（Stocker），晶圓搬運機器人加上復合移動(dòng)機器人。
大多數的8寸工廠(chǎng)沒(méi)有天車(chē)系統（OHT），只有少數新廠(chǎng)房會(huì )用到天車(chē)系統（OHT），舊的工廠(chǎng)一般不適宜裝天車(chē)，所以這些廠(chǎng)商一般會(huì )使用搬運機器人+復合移動(dòng)機器人，搬運機器人不一定100%使用，但是復合移動(dòng)機器人基本是標配，因為晶圓的制造程序更容易實(shí)現無(wú)人工廠(chǎng)，但8寸晶圓廠(chǎng)的設備很多需要改造來(lái)更好地與機器人對接。
全球大廠(chǎng)的8寸封測廠(chǎng)在中央區域車(chē)間傳送子系統(interbay)使用天車(chē)運輸8寸晶圓盒，然后送到固定的開(kāi)關(guān)盒設備，再由復合機器人取放搬運至設備；生產(chǎn)完的晶圓內盒，由復合移動(dòng)機器人取放回盒子里，再由天車(chē)系統（OHT）運走。
有些新建的12寸廠(chǎng)已規劃導入天車(chē)系統?，F有的12寸封測工廠(chǎng)基本上沒(méi)有用AMHS來(lái)運送前開(kāi)式晶圓傳送盒（FOUP），所以要做自動(dòng)化，都是需要用軟件系統配合倉庫（Stocker）、電子貨架、搬運機器人和復合機器人來(lái)生產(chǎn)。
可以看出，近幾年，復合移動(dòng)機器人的應用價(jià)值在半導體行業(yè)已經(jīng)被逐步認可，各大半導體公司都開(kāi)始有復購計劃。當然，復合移動(dòng)機器人作為一個(gè)新興事物，在前期項目驗證過(guò)程中可能會(huì )出現一些問(wèn)題，這屬于正?，F象，也是行業(yè)進(jìn)步的必經(jīng)之路。
優(yōu)艾智合助力半導體制造物流國產(chǎn)化
智能化升級是未來(lái)所有半導體廠(chǎng)商提高制造效率、實(shí)現精益化生產(chǎn)的必經(jīng)之路，作為上游智能設備的復合移動(dòng)機器人未來(lái)在半導體領(lǐng)域大有可為。
當然，任何新事物的發(fā)展都要經(jīng)歷一個(gè)由小到大、由不完善到比較完善的過(guò)程。國內首臺復合移動(dòng)機器人于2015年面世，但前期并沒(méi)有太多應用，無(wú)論是產(chǎn)品成熟度還是市場(chǎng)認知度都很低，此后隨著(zhù)入局企業(yè)不斷增多開(kāi)始進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)成熟度的提升，進(jìn)而推動(dòng)了相關(guān)應用的深入，這些賽道先行者，為行業(yè)的發(fā)展做出了努力，值得尊敬。
由于復合機器人“手腳并用”的產(chǎn)品特性與半導體行業(yè)的搬運需求十分契合，在此后的發(fā)展中，半導體行業(yè)逐漸成為復合機器人應用的第一大市場(chǎng)。
但半導體行業(yè)生產(chǎn)要求嚴苛，因此對上游設備廠(chǎng)商設置了一定的“準入門(mén)檻”。首先是移動(dòng)機器人運行平穩性的要求，由于要搬運晶圓等精密元件，機器人要防震、防抖動(dòng)；其次是精準性要求，這是半導體封測廠(chǎng)對導入AGV/AMR一個(gè)非常大的考量點(diǎn)，工廠(chǎng)內昂貴的半導體設備經(jīng)不起任何碰撞；第三則是設備的潔凈度要求。此外，半導體行業(yè)對機器人的柔性化要求很高。
作為國內領(lǐng)先的復合移動(dòng)機器人企業(yè)，優(yōu)艾智合通過(guò)自主研發(fā)的激光SLAM導航標準化移動(dòng)機器人，搭載協(xié)同管控系統及業(yè)務(wù)應用系統，形成一體化的智能升級解決方案，深耕于半導體行業(yè)下的多個(gè)細分場(chǎng)景，在產(chǎn)業(yè)鏈上下游多點(diǎn)發(fā)力，助力工廠(chǎng)提升自動(dòng)化與信息化水平。
半導體生產(chǎn)車(chē)間潔凈等級高、布局復雜、空間狹小、設備種類(lèi)繁多，優(yōu)艾智合通過(guò)移動(dòng)機器人多機協(xié)同可打通離散生產(chǎn)環(huán)節，高效助力企業(yè)柔性生產(chǎn)。同時(shí)，利用解決方案實(shí)現工藝設備間的自動(dòng)傳送、存儲及分發(fā)，打通制程中的復雜工序，有效提升設備稼動(dòng)率、降低人工錯誤發(fā)生率。從前期的晶圓制造、中期的封裝集成，到后期的組裝包裝、運輸，實(shí)現場(chǎng)內物質(zhì)流與信息流的聯(lián)通，完美融合自動(dòng)化與信息化生產(chǎn)。
當前，在半導體領(lǐng)域，優(yōu)艾智合已經(jīng)成為行業(yè)頭部供應商，是眾多國內外知名企業(yè)的合作伙伴。
事實(shí)上，整體來(lái)看，無(wú)論是整個(gè)移動(dòng)機器人行業(yè)復合機器人這一細分賽道，相對而言都還處于發(fā)展早期，行業(yè)在技術(shù)研發(fā)、項目拓展、人才建設等方面依然處于高投入階段。任何事物的發(fā)展都不可能“一蹴而就”，整個(gè)行業(yè)以及身處其中的企業(yè)，都還需要一些時(shí)間去繼續成長(cháng)。
優(yōu)艾智合-某全球知名晶圓廠(chǎng)智能搬運項目
在某全球知名晶圓廠(chǎng)的晶圓無(wú)塵車(chē)間中，以往由多名工人進(jìn)行晶圓盒的轉運工作，人工操作過(guò)程中的效率及穩定性無(wú)法滿(mǎn)足需求擴張下的產(chǎn)能需求，根據該客戶(hù)統計每天該廠(chǎng)約產(chǎn)生千分之二裂片。同時(shí)，人員的流動(dòng)、崗位調換等因素均為生產(chǎn)節拍的穩定性帶來(lái)不利影響。
優(yōu)艾智合應用17臺晶圓盒搬運機器人，實(shí)現“氧化-光刻-刻蝕-離子注入-沉積-機械拋光”全流程的晶圓物料流轉。
·移動(dòng)靈活、定位精度高。優(yōu)艾智合解決方案基于A(yíng)MR定位導航算法在高精度和高穩定性方面的強大技術(shù)支撐，定位精度達可達到±2mm。
·潔凈等級滿(mǎn)足Class-1。優(yōu)艾智合移動(dòng)機器人在客戶(hù)現場(chǎng)，200米長(cháng)度主要通道來(lái)回10趟測試。輪子旁邊發(fā)塵量7趟小于10顆，3趟0顆。潔凈等級完全滿(mǎn)足Class-1要求。·移動(dòng)時(shí)震動(dòng)數值低。根據國內某知名晶圓客戶(hù)反饋需求，移動(dòng)機器人在1m/s運動(dòng)時(shí)，震動(dòng)數值需要低于0.1G，才能有效避免裂片情況。優(yōu)艾智合移動(dòng)機器人在該客戶(hù)現場(chǎng)實(shí)測，1m/s運動(dòng)時(shí)，震動(dòng)數值最低可達0.04G、遠遠低于客戶(hù)需求的0.1G與SEMI標準0.5G。
該廠(chǎng)2021年通過(guò)導入優(yōu)艾智合專(zhuān)為半導體晶圓廠(chǎng)現場(chǎng)定制化的這款高階抗震的晶圓盒傳送AGV后，在實(shí)現晶圓盒的無(wú)人化轉運和精準上下料的同時(shí)，減小無(wú)塵車(chē)間污染帶來(lái)的風(fēng)險，提升良品率，避免人工搬運帶來(lái)的損壞問(wèn)題，至今完全排除因人員傳送薄片晶圓盒的高震動(dòng)而導致裂片的情況。
減少操作員30%無(wú)效行走；作業(yè)高度覆蓋0.3-2.5米，提高電子料架利用率66%；整廠(chǎng)實(shí)現了2%的效率提升，每年節省人力成本300萬(wàn)元，ROI僅2年左右。
優(yōu)艾智合-國際頭部半導體封測A公司車(chē)間物料配送自動(dòng)化項目
A公司是國內半導體封測企業(yè)頭部，在全球芯片短缺的背景下，亟需通過(guò)物流智能化改造實(shí)現生產(chǎn)效率和效益的提升。針對該封測廠(chǎng)，優(yōu)艾智合引入12臺復合移動(dòng)機器人及YOUI TMS智慧物流管控系統，實(shí)現全場(chǎng)物質(zhì)流與數據流的打通。機器人主要應用在半導體封測前端FOL工藝，自動(dòng)對接料架，實(shí)現Wafer cassatte、 Magazine、Leadframe、切割刀、焊針、焊線(xiàn)、加熱塊、銀漿、吸嘴等物料或載具的轉運。
·運行效率能滿(mǎn)足5min/框匹配產(chǎn)線(xiàn)節拍水平；·不產(chǎn)生粉塵 滿(mǎn)足Class100潔凈要求；·機臺對接精度最高達0.01mm 最低不超過(guò)0.3mm。
每臺機器人2年節約人力成本120萬(wàn)，僅計算人工成本，ROI<2年。緩存、轉運數據實(shí)時(shí)在線(xiàn)；相關(guān)工藝段節拍穩定庫存水位下降；手推車(chē)搬運導致1.5‰的不良率測算，降低損失573.1萬(wàn)美元；每片晶圓價(jià)格按684美元計算，彌補產(chǎn)能約967.8萬(wàn)美元。
