8家國產(chǎn)突破的AMHS系統(tǒng)，晶圓廠稼動(dòng)率&良率的保證

今天上午去東升科技園講“智能制造發(fā)展趨勢”的時(shí)候，開場第一張圖就是關(guān)于AMHS的，半導(dǎo)體晶圓廠的自動(dòng)化，堪稱未來制造業(yè)智能化的終極目標(biāo)。

晶圓廠自動(dòng)化程度有多高？可以用臺積電GigaFab的AMHS系統(tǒng)為例，在一個(gè)廠區(qū)中，有著長達(dá)50公里的天車軌道，5000多個(gè)軌道路口，2000臺晶圓傳輸盒子在同時(shí)運(yùn)動(dòng)，每天需要傳送60萬車次的晶圓……

所以今天就借機(jī)會(huì)聊一聊AMHS系統(tǒng)。

AMHS全稱Automatic Material Handling System，自動(dòng)物料搬運(yùn)系統(tǒng)，其實(shí)就是在產(chǎn)線上進(jìn)行物料搬運(yùn)的設(shè)備和系統(tǒng)。隨著產(chǎn)線生產(chǎn)工藝流程越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)人力在產(chǎn)線設(shè)備間的物料搬運(yùn)，已經(jīng)成為制約生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的瓶頸。

AMHS系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，廣泛應(yīng)用于晶圓制造、顯示面板、鋰電工廠、光伏等高端制造業(yè)場景。當(dāng)然了，不是別的場景不需要，而是用不起……

目前AMHS系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶圓制造環(huán)節(jié)應(yīng)用已經(jīng)非常普及，從8英寸晶圓廠開始，AMHS的AGV地面方案和OHT天車方案逐步導(dǎo)入，到了12英寸晶圓廠時(shí)代，AMHS天車方案已經(jīng)成了標(biāo)配。隨著先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展，AMHS也開始逐步進(jìn)入了封測領(lǐng)域。

半導(dǎo)體制造工廠的AMHS方案主要分為三種，空中走行式無人搬送車（OHT天車）、潔凈存儲系統(tǒng)（STK）方案和移動(dòng)機(jī)器人（AGV）地面方案。

AMHS是一個(gè)大系統(tǒng)，包括AMHS傳送硬件設(shè)備（OHT、AGV/AMR、Lifter等）、存儲設(shè)備（Foup&Reticle Stocker、Reticle Cabinet、NTB、OHCV、OHB）、凈化設(shè)備（TLP、OPS、FPS等）及軟件系統(tǒng)（MCS、OHTC、STKC等）。

注：OHT：Overhead Hoist Transport天車搬運(yùn)系統(tǒng)；OHB：Over Head Buffer空中的存儲裝置；OHCV：Over Head Carrier Vehicle空中物料運(yùn)輸車；Stocker：存放晶圓的存儲器具；Lifter：升降機(jī)；NTB：Near-Tool Buffer機(jī)臺側(cè)倉儲設(shè)備；MCS：Material Control System物料管理控制系統(tǒng)；OHTC：OTH控制軟件；STKC：Stocker控制軟件……

AMHS對于晶圓制造環(huán)節(jié)，特別是高端晶圓制造環(huán)節(jié)至關(guān)重要，影響著產(chǎn)線的稼動(dòng)率和良率。稼動(dòng)率方面，AMHS通過各個(gè)設(shè)備之間傳輸晶圓的載具，大幅度減少生產(chǎn)線作業(yè)人力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升，充分減少設(shè)備閑置時(shí)間，提升產(chǎn)線稼動(dòng)率；在良率方面，AMHS可以消除人為操作失誤，提升環(huán)境潔凈度，降低搬運(yùn)過程中的振動(dòng)，對提高產(chǎn)品良率有很大的幫助，甚至可以實(shí)現(xiàn)制造過程的數(shù)據(jù)跟蹤，對于產(chǎn)品的不良和設(shè)備的異常可快速找到源頭，及時(shí)消除異常并實(shí)現(xiàn)根本性改善。

正是因?yàn)锳MHS對于晶圓廠的良率和稼動(dòng)率如此關(guān)鍵，而且關(guān)系著整個(gè)產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)故障，產(chǎn)線有可能整體down掉，造成巨額損失，所以晶圓廠在選擇AMHS系統(tǒng)供應(yīng)商的時(shí)候，異常謹(jǐn)慎，造成國產(chǎn)廠商的進(jìn)入壁壘極高。目前在半導(dǎo)體領(lǐng)域，全球AMHS市場規(guī)模在20億美金左右，主要為日本村田機(jī)械和日本大福所壟斷，市占率達(dá)95%以上。

國內(nèi)廠商也開始逐步突破，有的從泛半導(dǎo)體領(lǐng)域切入，逐步提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性，有的開始逐步導(dǎo)入晶圓制造環(huán)節(jié)，通過demo、小規(guī)模試驗(yàn)，不斷積累場景經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡介：步日欣

創(chuàng)道硬科技創(chuàng)始人，北京郵電大學(xué)創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師、經(jīng)管學(xué)院特聘導(dǎo)師、天津市集成電路行業(yè)協(xié)會(huì)顧問。電子工程本科、計(jì)算機(jī)碩士學(xué)位，具有證券從業(yè)資格、基金從業(yè)資格，先后就職于亞信咨詢、中科院賽新資本、東旭金控集團(tuán)等，擁有IT研發(fā)、咨詢、投融資十五年以上經(jīng)驗(yàn)，關(guān)注投資領(lǐng)域?yàn)榘雽?dǎo)體、智能制造、新能源等。