半导体行业中,高良率和高效率始终是工程师们追求的终极目标。随着技术进步以及成本优化,尤其是在12英寸晶圆制造领域,大尺寸晶圆让Foup重量显著增加,复杂的制造流程与更高的精确度要求也让生产自动化的规划变得更加棘手。越来越多的Fab厂和封测厂开始意识到,传统的手动和半自动化搬运方式已难以满足大规模生产的需求。
AMHS面临的主要技术挑战包括以下三点:硬件制造,软件研发,下游半导体厂规划与解决方案。为了解决这些难题,中国本土企业尊芯智能科技为Fab厂带来了以OHT为核心的新一代AMHS解决方案。这种全新的自动化物料处理模式极大提高了生产效率和安全性,已成为半导体产业实现自动化生产、提高良率和设备周转率的关键要素。
01
Fab厂的关键驱动力
OHT天车系统
过去,AMHS通常使用AGV作为Foup的搬运工具。但随着芯片制造流程日益复杂,车间内已难以为AGV系统规划合理路线。如今以OHT为核心的AMHS系统因其更高的灵活性和搬运效率,已经成为12英寸晶圆厂的首选方案。
尊芯以技术力和信赖为基础打造最适合国内Fab厂的AMHS系统。其自主研发的天车OHT质量对标国际大厂,同时还自研升降机Lifter、跨楼层循环式搬送设备Loop Carry、晶圆存储Stocker等关键设备,构建了一套围绕FAB厂物料传送的完整业务体系,软硬件与运维一体化。与国内同行相比,尊芯已经在关键环节后发先至。
尊芯AMHS系统采用先进控制算法和高精度传感技术,确保物料在高速运输过程中始终保持平稳和安全。系统具备卓越的可靠性和耐用性,能够在高负荷的生产环境中长期稳定运行。尊芯AMHS系统支持定制化设计,可根据客户的厂房布局和生产流程进行优化配置,最大限度提升空间利用率和运输效率。
▲ EQ到OHB取放
此外,尊芯OHT还可以与尊芯自研或第三方Stocker无缝衔接,提供高效的物料存储和管理解决方案。通过智能调度和实时监控,系统能够快速响应生产需求,确保物料的及时供应和有效追踪,减少生产停滞和浪费。存储器系统还具备高度的可扩展性,能够随着生产规模的扩大灵活调整。尊芯的Lifter专为Fab厂设计,确保晶圆或物料在多层之间高效平稳运输,进一步提升了整个生产线的效率。
02
解决12英寸晶圆厂痛点的关键
过去在液晶面板厂、封测厂、8英寸及以下尺寸的晶圆厂中,AMHS系统天车数量通常不会超过百台,通过简单的寻路算法与局部自动化生产即可应对。随着半导体产业的发展,成熟Fab制程往往有几十条Intra Bay 以及十多条 Inter Bay传输路线。在12英寸Fab厂中,天车数量通常超过500台,有些甚至达到2000台,已基本实现全厂自动化系统的覆盖,传统算法与控制系统已难以应对如今的复杂环境。
尊芯凭借自身资深研发团队在AMHS领域积累的多年研发经验,不仅打造了灵活可靠的硬件体系,还突破AMHS软件层面难点,独家研发高性能Phoenix MCS系统。系统基于常规天车控制逻辑,创新性的在AMHS控制层与设备控制层中间加入VCU,形成MCS-OCS-VCU-天车的控制逻辑体系。OCS仅需对天车进行状态监控与异常状态的下发与处理,将路径规划和车辆状态反馈分离,赋予每台天车独立的VCU控制,降低硬件需求,缩短响应时间,为未来的智能化逻辑派生奠定了基础。
在Fab厂的搬运过程中,经常会发生传输错误,系统需要尽可能自动恢复,以减少人工修复的需求。尊芯的ZMCS系统为自动恢复(uptime 99.96%)提供了各种场景,还能与AMHS设备供应商合作,制定I/F规范,实现HSMS协议连接多达50个控制器,能处理每小时最多12000次运输任务。尊芯第三代OHT系统可控超过500台车体,达成10天24小时不间断运行且服务器无损坏的成绩,确保客户生产环境的高效稳定。
▲ 交管测试
▲ 异常测试
03
国际化研发团队与
本土化生产服务结合
在拥有了可靠的硬件与软件后,尊芯同样高度重视对客户厂商的AMHS全厂规划。芯片制造的工艺节点有时多达上千道,每一道工艺的优先级、执行时间、前后工艺之间的连接以及每个工艺的重复次数等都需要在AMHS系统设计之初就充分考虑,以避免因对客户工艺流程理解不足而导致的问题,这也造成国内AMHS相关人才的缺乏,全球AMHS设备市场近90%的份额被国外企业占据。以尊芯为代表的国内AMHS厂商正逐步加大研发投入,在本地化运维和软硬件KNOW/HOW的国内半导体AMHS领域细分赛道上处于领先地位。
尊芯凭借国际化的研发团队与本土化生产结合优势,拥有了超越国内其他厂商的技术实力:
尊芯拥有一支全球AMHS龙头技术背景团队与业界标杆项目完整交付经验的研发团队;
OHT及STK核心设备已产品化,完成了全栈软硬件系统完整布局全体系的正向研发,系统设计保证天车大规模量产可靠性;
尊芯已切入12英寸Fab高毛利、高壁垒市场,核心产品已验证,天车进展领先;
尊芯不仅建成了国内首条符合GIGA FAB标准的DEMO LINE项目,还成为了国内首家获得韩国三星AMHS软件订单的企业。
作为中国本土企业,尊芯能够更快响应本地市场需求,实现更短的研发周期与服务周期。此外,中国近年来大力发展半导体产业,目前已形成了完整的供应链体系,从原材料到成品方案都有了丰富的选择,因此成本也更为低廉。更重要的是,尊芯能够在国际半导体市场风云变幻的当下,确保对国内客户的稳定供应与优质服务,产品质量更高、设计更先进,相比国内企业更具竞争力,相比国际大厂价格更优、服务更佳。