Fully Auto，還有多遠？_風聞
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。1小时前
Fully Auto是半導體制造廠的追求與命題。
伴隨着全球工業智能化升級浪潮，傳統以OHT（天車）作為主要運輸系統的AMHS正在發生革新，兼具自主移動和操作能力的移動機器人（AMR）發展成為晶圓新建廠標配。空中高速運行、交錯穿梭的OHT，與地面柔性靈活的AMR相互補充，共同鋪開半導體智慧工廠的變革之路。
作為半導體“新質生產力”，AMR以極高的柔性和協同性見長，實現半導體制造在效率、柔性和投資回報率的有機協調，徹底完成全流程的無人化生產，讓Fully Auto不再只是遙不可及的願景。
AMR：柔性 效率和ROI的最優解
成熟製程之戰下，穩定的產能和良率的追求倒逼着工廠不斷探尋智能化升級之路。擁有完善的自動化生產體系，決定着是否能在未來芯片競爭中拔得頭籌。
在先進製程晶圓廠，OHT往往被作為主要物料搬運方式來實現全場運輸、上下料的自動化。OHT行進速度可達3.5m/s，單一物料傳輸執行效率高，是晶圓廠內的物料輸送“大動脈”。
不過，在物流高速運轉的背後，多數晶圓廠卻面臨着頗為骨感的現實：依靠軌道鋪陳的天車部署難度大，工程造價高昂，往往只有12寸及以上的尖端晶圓廠才能引入，而能夠擁有覆蓋整場OHT系統能力的工廠更是屈指可數。
同時，由於軌道佈局和施工的限制，OHT往往在晶圓廠設計之初即開始規劃，部分已建成的晶圓廠更是難以導入OHT系列。這讓物流自動化對於多數半導體工廠成為了一個“可望不可及”的夢想。
全天車覆蓋方案之外，晶圓廠亟待找到一個兼顧效率、柔性及投資回報週期的物流自動化方案。
相較於天車線性運輸、軌道受限的特點，在地面兼具自主移動和操作能力的AMR具有更高的柔性和效率，作為AMHS系統的標配，正成為各大半導體廠實現整場物流自動化的新選擇。
“通過AMR的多機協同作業，能夠給工廠產線帶來更高的物流效率。”深圳優艾智合機器人科技有限公司工業物流事業部總經理許瑨表示。在某全球頭部半導體T企業的8寸FAB廠中，引入優艾智合23台AMR在Inter Bay兩側總計12個Intra Bay交匯處跑環線運送SMIF Pod。
“ATS20移動機器人車身有20個儲位，人工搬送使用的推車一般是6儲位，OHT是1個儲位。雖然OHT速度是AMR的4倍，但是單次搬送量僅有1/20，根據項目的測算，搬運20個SMIF Pod行駛同樣的距離情況下，在運輸效率上，OHT綜合效率僅有AMR方案的1/5。”
作為國內半導體領域出貨量最大的移動機器人企業，優艾智合針對半導體生產打造了覆蓋倉庫到線邊緩存、Inter Bay到Intra Bay，以及Intra Bay間自動化上下料等全場景的AMR物流自動化解決方案，服務了台積電、中芯國際、芯聯集成等眾多全球知名半導體廠商。
同時，作為智慧物流中樞的YOUI TMS軟件系統實時與RTD、EAP、MCS的數據交互，根據生產節奏智能生成和拆合物流訂單，讓物料集約化地流轉，確保物流綜合效率最優。
“無論是Fully Auto還是Semi Auto，本質上追求的還是產能的提升和良率的精進，AMR從產線物流環節為半導體廠提供了兼具柔性、高效和ROI的最優選擇，讓半導體生產真正實現Fully Auto。”許瑨表示。
打造半導體智慧物流毛細血管
對於AMR廠商來説，Fully Auto意味着整廠所有生產設備、料架都需要由機器人管控。在實際的整場改造實踐中，一個車間滿配的機器人數量往往在百台級別，並有多種形態的機器人並存，這對AMR的大規模集羣全域調度能力也提出了極高的要求。
在全球某頭部半導體企業的8寸FAB廠中，優艾智合50多台AMR協同搬運在制晶圓，覆蓋生產全製程涉及從光刻到清洗全流程，SMIF POD在Intra-Bay和Inter-Bay之間反覆流轉，每天執行任務超12000個，保障工廠穩定連續的生產節拍。
“8寸FAB廠項目，本質上體現了AMR在OHT+AMR解決方案中的核心優勢和難點——大規模集羣調度。複雜工序中，移動機器人必須要擁有大規模集羣調度能力，才能智能化適應廠內產線變化和環境變化，確保物料流轉更加穩定、柔性、高效。”許瑨指出。
他進一步表示：“這一能力的實現並不容易，優艾智合自成立之初即在深耕機器人集羣調度系統YOUI Fleet，目前，優艾智合已實現商業實踐中最大調度單一集羣機器人數量超過200台，仿真壓力測試極限超過1000台。”
通過對移動機器人的集羣式調度管理，以及異構移動機器人的集羣協作，優艾智合實現了大規模AMR在工廠內的全域柔性調度，保障移動機器人集羣作業的穩定安全，最終使機器人的工作效能達到最優。
半導體精密的生產工藝和嚴格的生產環境同樣也對AMR性能提出了極高要求。
在AMR自身的硬件性能上，AMR需要充分考慮半導體的行業特性，既要符合潔淨度等硬性指標的要求，最好能適配更多夾具，保證滿足所有半導體生產設備的上下料需求，同時也需要足夠的單體智能，使生產更具柔性，有效保證良率、提高產能。
在與設備、倉儲系統等的協同上，AMR作為主要的搬運設備，需要符合SEMI的協議標準要求，同時也需要和主流的智慧生產系統協同打通。這也對AMR的軟硬件系統的開放性提出了更高的要求。
以優艾智合曆時兩年打磨推出的OW系列機器人為例，這台機器人能夠滿足CLASS-1潔淨車間等級要求，正常搬運時振動值在0.2G以內，優於國際SEMI標準規定的0.5G，有效避免搬運過程中產生振動導致裂片，保障晶圓穩定安全運轉。
憑藉過往豐富的商業實踐，優艾智合的軟硬件系統在完全符合SEMI的協議標準要求基礎上，可與主流的MCS、EAP、RTD等智慧生產系統協同打通，能夠有機融入不同客户的自動化系統架構中，有效實現整場物流自動化。
許瑨表示：“在Stocker與E-Rack再到機台上下料環節，AMR就像生產物流的‘毛細血管’，用柔性、穩定、精密的網絡通路，保障生產物質流與數據流的暢通。”
當下，AMR作為實現整場無人自動化的新選擇，正成為半導體廠追求先進製造的標配。“未來優艾智合將長期深耕半導體行業，業務覆蓋第一、二、三代半導體制造的襯底、外延、FAB、掩模、封測等細分領域的全生產環節，助力實現Fully Auto。”許瑨表示。