芯片產(chǎn)能持續(xù)緊張,上游臺(tái)積電等晶圓代工企業(yè)滿載生產(chǎn)仍無(wú)法有效緩解缺貨問(wèn)題,最終選擇公開調(diào)價(jià),以價(jià)制量,漲幅達(dá)到約15%。盡管晶圓價(jià)格大幅上漲,下游企業(yè)為保證生產(chǎn)仍選擇大量囤貨,進(jìn)一步加深了供需不平衡。若不能盡快提升產(chǎn)能,缺芯問(wèn)題恐愈演愈烈,除了盡快建設(shè)擴(kuò)產(chǎn),半導(dǎo)體制造企業(yè)還能做什么?

供不應(yīng)求,芯片產(chǎn)能亟待提升

在中美貿(mào)易沖突與疫情等多重因素影響下,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自2020年初出現(xiàn)了前所未有的“缺芯潮”。

持續(xù)的芯片短缺使終端客戶意識(shí)到了供應(yīng)鏈斷裂對(duì)自身生產(chǎn)造成的巨大影響,因此在疫情有所緩解時(shí),紛紛開始大量囤料,將備料周期增至兩到三倍。盡管如此,英飛凌等多家企業(yè)仍表示工廠的存貨量已達(dá)到歷史最低。衍生出的工序失衡的情況進(jìn)一步加深了供需不平衡。

形成持續(xù)穩(wěn)定的供給是解決“缺芯”問(wèn)題的根本。然而等待芯片代工廠建廠擴(kuò)產(chǎn)仍需要時(shí)間,面對(duì)持續(xù)上漲的需求,如何快速提高產(chǎn)能,成為半導(dǎo)體制造企業(yè)亟待解決的問(wèn)題。

隨著智能制造的崛起,現(xiàn)代化、智能化的制造生產(chǎn)模式已是大勢(shì)所趨。半導(dǎo)體企業(yè)也進(jìn)入了智能化轉(zhuǎn)型的階段。位于深圳的移動(dòng)機(jī)器人公司——優(yōu)艾智合正是瞄準(zhǔn)了半導(dǎo)體企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)轉(zhuǎn)型的風(fēng)口,順應(yīng)國(guó)家對(duì)智能制造的政策導(dǎo)向,將公司的資源投入到半導(dǎo)體行業(yè)中。

優(yōu)艾智合半導(dǎo)體事業(yè)部負(fù)責(zé)人黃建龍?jiān)诮邮軆|歐EqualOcean訪問(wèn)時(shí)表示,“ 在過(guò)往8寸(200mm)晶圓廠以及之前小尺寸晶圓的半導(dǎo)體時(shí)代,其自動(dòng)化程度可能并沒(méi)有外界想象的那么高,在上游晶圓廠、封測(cè)環(huán)節(jié)等主要還是依靠人力在進(jìn)行晶圓盒的搬運(yùn)和傳送,這就造成了生產(chǎn)節(jié)拍受阻、易產(chǎn)生裂片以及車間環(huán)境的污染等問(wèn)題。同時(shí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)不聯(lián)通也造成物料監(jiān)管困難等問(wèn)題。”  

AGV(Automated Guided Vehicle)作為智能物流升級(jí)的最后一個(gè)環(huán)節(jié),除了可以完成替代人工完成物料運(yùn)輸?shù)然�礎(chǔ)任務(wù),還可以做到物料監(jiān)管追蹤、連通生產(chǎn)環(huán)節(jié)等信息化的需求。將AGV引入生產(chǎn)成為半導(dǎo)體企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大產(chǎn)能的新助力。

軟硬件一體、科學(xué)助力提質(zhì)增產(chǎn)

為了更好地適配不同場(chǎng)景的業(yè)務(wù)需求,優(yōu)艾智合選擇以軟硬件一體的整體化解決方案切入行業(yè),精準(zhǔn)應(yīng)對(duì)客戶需求,解決生產(chǎn)中的實(shí)際痛點(diǎn)問(wèn)題。

針對(duì)工藝復(fù)雜、要求嚴(yán)苛的晶圓生產(chǎn)場(chǎng)景,優(yōu)艾智合研發(fā)推出了具備“手眼腳”的OW8、OW12復(fù)合移動(dòng)操作機(jī)器人,在解決工廠大范圍、長(zhǎng)距離、多批次移載的基礎(chǔ)上,應(yīng)用機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)晶圓從線邊倉(cāng)到生產(chǎn)線的自動(dòng)化搬運(yùn)裝填。

“對(duì)于晶圓盒搬運(yùn),市面上機(jī)器人普遍最多設(shè)有4儲(chǔ)位,而部分工藝晶圓流轉(zhuǎn)需求達(dá)到6個(gè)SMIF Pod (SMIF, Standard Mechanical Interface,即晶圓盒隔離技術(shù)), 普通的機(jī)器人無(wú)法滿足工藝需求。OW8目前擁有業(yè)界最多儲(chǔ)位,機(jī)械臂取放達(dá)到業(yè)界范圍最廣,極大提高FAB的空間利用率。在生產(chǎn)條件嚴(yán)苛的作業(yè)環(huán)境中,機(jī)器人潔凈等級(jí)符合Class 100甚至Class1要求,以1m/s速度移動(dòng)時(shí)震動(dòng)最低僅0．04G,遠(yuǎn)低于SEMI標(biāo)準(zhǔn)要求的0．5G。”黃建龍介紹。

通過(guò)復(fù)合移動(dòng)操作機(jī)器人在場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行晶圓的轉(zhuǎn)運(yùn)和自主上下料,能夠有效避免人工操作帶來(lái)的污染、震動(dòng)及生產(chǎn)節(jié)拍等問(wèn)題,帶來(lái)生產(chǎn)效率和效益的提升。

在某全球知名晶圓廠的晶圓無(wú)塵車間中,以往由多名工人進(jìn)行晶圓盒的轉(zhuǎn)運(yùn)工作,人工操作過(guò)程中的效率及穩(wěn)定性無(wú)法滿足需求擴(kuò)張下的產(chǎn)能需求,且人員的流動(dòng)、崗位調(diào)換等因素均為生產(chǎn)節(jié)拍的穩(wěn)定性帶來(lái)不利影響。

同時(shí),人員操作過(guò)程中的污染、震動(dòng)致?lián)p風(fēng)險(xiǎn)仍無(wú)法有效防控,這對(duì)于成本高昂、對(duì)環(huán)境要求較高的晶圓生產(chǎn)而言,往往會(huì)影響產(chǎn)品良率,造成較大的損失。

該廠一直尋求通過(guò)物流自動(dòng)化以提高生產(chǎn)效率,但由于該廠晶圓盒尺寸特殊,市場(chǎng)上難有合適的移動(dòng)機(jī)器人投入?yún)f(xié)助自動(dòng)化生產(chǎn)。優(yōu)艾智合在了解該廠的特殊需求后,派專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)與該廠進(jìn)行多輪溝通理解客戶訴求,并針對(duì)性地打造出一套完整的物流解決方案。

根據(jù)黃建龍先生的介紹,優(yōu)艾智合在該項(xiàng)目中,以14臺(tái)晶圓盒搬運(yùn)機(jī)器人為基礎(chǔ),搭載YOUI Pilot導(dǎo)航系統(tǒng)、YOUI Fleet機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)以及YOUI TMS場(chǎng)內(nèi)物流管理系統(tǒng),形成一體化的晶圓物流自動(dòng)化解決方案。

晶圓盒搬運(yùn)機(jī)器人滿足Class 1級(jí)別車間環(huán)境要求,在車間內(nèi)完成晶圓盒的自主轉(zhuǎn)運(yùn)、上下料等任務(wù),YOUI TMS智能物流管理系統(tǒng)根據(jù)MES等企業(yè)信息系統(tǒng)進(jìn)行物流自主調(diào)度,打通工廠內(nèi)晶圓流轉(zhuǎn)過(guò)程中的物質(zhì)流與數(shù)據(jù)流,實(shí)時(shí)反饋生產(chǎn)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化智能管理。

通過(guò)優(yōu)艾智合的晶圓智能物流解決方案,該晶圓廠在實(shí)現(xiàn)晶圓盒無(wú)人化轉(zhuǎn)運(yùn)和精準(zhǔn)上下料的同時(shí),節(jié)省白班夜班共40人,每年節(jié)省人力成本300萬(wàn)元。減小了無(wú)塵車間污染帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),降低50%震動(dòng)所致晶圓破裂風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)減少操作員30%無(wú)效行走。機(jī)器人作業(yè)高度覆蓋0．3-2．5米,電子料架利用率提高了66%,整廠實(shí)現(xiàn)了2%的效率提升。

質(zhì)量加口碑,持續(xù)賦能半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)升級(jí)

對(duì)于半導(dǎo)體這樣投入較大、成本較高的行業(yè),部分企業(yè)在轉(zhuǎn)型時(shí)往往對(duì)新出現(xiàn)的產(chǎn)品持觀望的態(tài)度,對(duì)其性能及穩(wěn)定性有疑慮,因此得到了市場(chǎng)驗(yàn)證、相對(duì)成熟穩(wěn)定的產(chǎn)品往往更受青睞。

優(yōu)艾智合作為國(guó)產(chǎn)AGV原廠,超過(guò)一半比例的員工都是研發(fā)人員,有能力也有實(shí)力在保證產(chǎn)品性能的前提下,根據(jù)客戶的需求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定制化的改造與升級(jí)。

華東區(qū)某半導(dǎo)體龍頭企業(yè),在引入AGV時(shí)找到包括優(yōu)艾智合在內(nèi)的三家機(jī)器人企業(yè)進(jìn)行對(duì)比評(píng)估。原本體量上不占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的優(yōu)艾智合,在產(chǎn)品測(cè)試過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)駐守客戶現(xiàn)場(chǎng)了解痛點(diǎn)需求,不斷優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)品功能特性,最終不僅滿足了客戶對(duì)AGV震動(dòng)值等指標(biāo)的嚴(yán)格要求,還在最終的測(cè)試結(jié)果中表現(xiàn)排名第一。“公司晶圓盒機(jī)器人自5月使用至今,完成三千批次搬運(yùn),沒(méi)有出現(xiàn)任何一次裂片情況�！秉S建龍表示。

優(yōu)質(zhì)的性能在獲得客戶認(rèn)可的同時(shí),也為優(yōu)艾智合積累了良好的行業(yè)口碑。同時(shí),黃建龍先生也表示,“根據(jù)客戶的反饋,引入移動(dòng)機(jī)器人為企業(yè)帶來(lái)的效益是明確的,投資回報(bào)率也在3年以內(nèi)�！�

目前,除了上游晶圓企業(yè),優(yōu)艾智合還布局半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)環(huán)節(jié),如上游硅片、中游封測(cè),以及各種光電器件、傳感器、分立器件的制造,以及下游模組加工等環(huán)節(jié),在這些環(huán)節(jié)已有海內(nèi)外的多家知名半導(dǎo)體廠成功引入了優(yōu)艾智合的整體解決方案。

最后,黃建龍先生也表示,未來(lái)優(yōu)艾智合將通過(guò)產(chǎn)品更新,客戶擴(kuò)展等,提供多樣的解決方案,持續(xù)賦能半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化升級(jí)。

本文來(lái)源于億歐,原創(chuàng)文章,作者:劉媛。轉(zhuǎn)載或合作請(qǐng)點(diǎn)擊轉(zhuǎn)載說(shuō)明,違規(guī)轉(zhuǎn)載法律必究。