更进步前辈的手艺和更高的运营服从,是行业一直在寻求的两个目的。
往常,制程工艺迈入后摩尔时期,发展无限,而业的工场运营服从仍有极大的进步空间。虽然OHT(天车)等曾经普遍应用于,赞助其出产运营服从推向了新的高度,但由于OHT手艺在灵活性等方面有着人造限定,较难完成更高条理的自动化、。
在此后台下,以、为代表的龙头纷纭引进AMR(自立挪移),使其工场自动化水平及运营服从更上一层楼。跟着AMR单体功能的不息优化,机器人软硬件融会水平的不息晋升,或有望赞助晶圆厂慢慢迈入全自动化和智能化时期。
Vol.1/ 起个大早 赶了晚集?
挪移机器人并不是甚么新鲜事。
1953年,美国Basrrett电子公司便开辟胜利了天下第一台自立导航车(,挪移机器人的首要分支),它由一辆牵引式拖拉机革新而成。1954年,英国初次接纳公开埋线的疏导手艺,即AGV沿着早已计划好的流动轨道行驶。上世纪80年代以后,又慢慢衍生出二维码导航、GPS导航、惯性导航、标签导航等扶引手艺。
按事理,可以或许在必定水平上节减人力本钱、进步运营服从的AGV手艺是工业和大规模制造业的良配。但在2010以前,挪移机器人手艺并未在晶圆厂、封测厂大范围遍及。在晋升自动化率的道路上,半导体行业抉择了另外一条手艺门路——天车体系(地面走行式无人搬送车)。
挪移机器人以前简直被半导体行业弃用的缘故原由在于,彼时的AGV首要依附磁轨导航,空中物理空间受限较大,并且在运转安稳性、设置装备摆设洁净度的请求方面也难餍足晶圆厂们的请求。天车体系的速率和成熟度则远高于挪移机器人为主的自动化解决计划,且前者对空间的利用率加倍可观,可以或许无效应用无限的洁净室出产空间,进步出产设置装备摆设的利用率,缩小成品量,收缩周期时候。
因而,当2000年后,半导体行业开端跨越到12英寸时,OHT简直垄断了半导体晶圆创造的全数AMHS体系(自动化物料搬运体系)。
Vol.2/ 从“替补”到新质生产力
跟着时候的推移,发展趋缓,诸多大厂在成熟制程睁开大战,稳固的产能和的寻求倒逼着工场不息探访智能化进级之路。领有美满的自动化出产系统,抉择着是不是能在将来合作中拔得头筹。
在此后台下,OHT也逐步暴露出其固有缺点。
OHT体系能够由几公里长的轨道、数百辆车构成,并为多达数千个对象装载口和缓冲区供应办事。受限于轨道铺设、单维活动等,OHT体系无奈完成对厂区的100%遮盖。此外,OHT每每在晶圆厂设想之初即开端计划,部份已建成的晶圆厂更是难以导入OHT系列。并且,OHT体系很是低廉,12英寸及以上的尖端晶圆厂能力引入,少有8英寸晶圆厂使用OHT体系,反而运输首要由野生实现,或部分由传递体系实现。
是以,找到一个在自动化方面能为OHT体系做增补,统筹运营服从同时有着高性价比的物流自动化计划,是诸多晶圆厂多年来的宿愿。兜兜转转数十年,半导体行业的自动化解决计划究竟仍是落到了挪移机器人头上。
2012年以后,AGV开端沿着加倍自主化的偏向进展,在其基础上发展出第二代产物,行业赋与了其新的观点——AMR(自立挪移机器人)。
2015年先后,不同于此前的AGV,AMR应用激光导航手艺举行定位,搭载内置和,借助进步前辈的,可以对方圆环境有着倏地正确的辨认。在软硬件的合营下,AMR无需流动轨道的辅佐,能够在厂区内完成简直无死角的挪移,定位、挪移的精准性、灵活性远非AGV能够比较。最重如果的,抉择AMR作为物流自动化解决计划,晶圆厂无需对厂区举行再革新,可完成简直无缝对接,后期投入本钱远远低于OHT。
可以说,若仅仅定位为OHT体系查漏补缺的自动化设置装备摆设,第二代自立挪移机器人异常及格,它们在指令之下,能够在特定环节实现特定的事情使命,但若将其看作是半导体创造工场自动化和智能化进级的但愿,第二代自立挪移机器人还力有不逮,其性能和事情特点较为繁多,并且往往是单兵作战,机器人之间没有太高频、庞杂的交互,也就很难完成大规模的集群调理。
以是,AMR真正被半导体制造业再度看重,是从第三代机器人产物开端。
Vol.3/ 第三代AMR 半导体厂“完整自动化”的新抉择
那末,第三代AMR相较第二代产物进步前辈在哪?
谜底是,第三代AMR从自动化向自感知、自适应、自决议的偏向退化,且其最大的上风不再是局限于机器人单体功能,而是机械人群的组群调理,能够供应更柔性高效的综合服从。
AMR之所以会是如许的退化偏向,在于下流需要的推进。
跟着半导体创造工场产线物流自动化需要日渐爬升,对单体自立挪移机器人的数目需要也从十数台骤增至上百台。在此后台下,若何完成机器人集群的组间调理,最大水平晋升物流运输服从,成为浩繁自动化解决计划商需求思索的题目。
优艾智合机器人工业物流事业部总经理许瑨指出,“跟着AMR在半导体行业使用的集群化、规模化、普遍化,挪移机器人自动化物流的焦点手艺研讨偏向曾经从机器人本身的功能性、适用性转变为从整厂Fully Auto起程的综合物流服从优化。而深度理会“综合物流服从”,其影响要素漫衍在从硬件到整厂智能化体系的全栈局限,既包括机器人软硬件自身,更注重于机器人软硬件与整厂内其余相干软硬件的融会演进。”
因而,以优艾智合为代表的解决计划商跳出传统思想的束厄局促,再也不局限于单体硬件的进级迭代,而是从软件、硬件两方面动手,以硬件进级为根底,晋升机器人之间的交互和信息无效通报,借助智能软件体系将营业数据和运营信息举行算法优化,从而完成大规模AMR的集群调理。集成的自动化解决计划能够优化应用数据来完成创造计划、操纵和运转的同步,从而赞助用户完成各项目的,包孕 进步器件功能、良率、支出、红利才能并终究扩充市场份额。
当代半导体制造业关于AMR的需要,类似于当代足球的退化偏向。上世纪六七十年代,足球的戍守系统(可类比自动化需要难度)相对于疏松,球队从以贝利、马拉多纳等单体强点为焦点便能博得成功。而现阶段,足球畛域的戍守更成系统、更具条理,单体爆破赢下竞赛难度太大且服从不高,反而在各个地位摆上单体才能略强,相互之间交换和更会浏览赛场的球员,并以此构成的防御系统在团体服从上更优更吻合现代化偏向,也更能赢下竞赛。
“从硬件上来看,少量(100+台)机器人要可以或许施行多历程的,在多任务和并发条件下挪移机器人需求有资本池化的才能。是以,相比二代,第三代挪移机器人完成了从单机柔性到集群柔性的进展变迁。”许瑨觉得。此前,有本身业余人士接收采访时暗示,“真正赋与智能仓储魂魄的是暗地里的智能软件体系,物流机器人焦点的合作壁垒也在于此。”
也恰是第三代AMR在协同、自立决议方面揭示的才能,让晶圆厂们看到了前者将在半导体制造业诱发的革命性变迁,便将其作为工场智能化、自动化进级的但愿。
是以,当AGV、磁导AGV在海内市场总销量占比降低的同时,AMR依旧保持着增进。据GGII数据,2023年海内市场AMR销量或将达到2.4万台,增速达到34%摆布,预计到2027年,销量有望跨越12.5万台,海内市场范围有望跨越145亿元,2023-2027年年复合增速将超40%。
Vol.4/ 第四代AMR将如何退化?
以后,第三代AMR正在半导体制造业倏地遍及,但这其实不意味着其自动化进级已至起点,这仍只是阶段性的最优解,一如2010年以前的OHT体系那般。
跟着AMR在半导体行业使用的集群化、规模化、普遍化,挪移机器人自动化物流的焦点手艺研讨偏向曾经从机器人本身的功能性、适用性转变为从整厂Fully Auto起程的综合物流服从优化。关于AMR计划来讲,一方面需要在机器人畛域深挚的研发功力做到机器服从最优,另外一方面更需求深度的行业头部厂商合作索求综合服从最优的融会计划,对准整厂产能、良率、库存服从目标界说物流解决计划。
总而言之,即晶圆厂等需求下一代AMR在智能化方面有更多亮眼体现,以此来推进本身物流运行服从的晋升。若以汽车的为参考,以后第三代AMR所展现出的智能化程度,近似于L1级此外车道坚持辅佐、自适应巡航等功能,而第四代AMR所能失掉的智能化程度则相当于L2级别主动驾驶,支撑高速或倏地路的领航辅佐驾驶。
智驾从L1至L2的进级,一方面有赖于汽车智驾硬件的进级,一方面则有赖于适配智驾软件的迭代。而第四代AMR进展之路异常类似。以优艾智合为代表海内头部AMR计划制订了软硬件同步迭代门路推进下一代产物进展。
硬件层面慢慢向“极限单品”演进领有三个特性,首先是多维精度操纵融会,0定位耗时,机器人运转表现将彻底放弃“定位”的环节具有0延时条件下的亚毫米操纵精度。其次是零件自由度融会操纵,SWAP时候低于15秒挪移操纵机器人具有N个自由度融会操纵相互赔偿才能和婉联贯谐和团体活动将单次SWAP时候收缩至15秒之内。
软件层面首要对准聪明物流体系强耦合暗示,“智能工场--智能物流高低高度联系关系体系。每一级体系的演进偏向都是为了晋升上一级体系存眷焦点目标挪移机器人的软件体系与MCS强耦合完成整厂在制库存的一体化治理分配;与RTD强耦合,以确保派工逻辑能最大化压迫机器人残剩代价;与EAP强耦合,以确保上下料合作顺畅;有些进步前辈场景下与MES强耦合将来出产节奏对物料需要。”
经由过程软硬件的协同,第四代AMR可通过摄像头和代替人经由过程举行环境感知完成VSLAM三位舆图构建、360自立计划门路全部解决计划不但完成壮大的单机可用才能具有复 杂的多智能体集群调理才能。相较于第三代AMR具有三个特性,第一及时静态决议调理服从晋升超100%;第二,AMR即Buffer,在制库存服从晋升超80%;第三,机器人稼动率趋于100%。
Vol.5/ 写在最初
一度被半导体行业挪移机器人往常浩繁晶圆厂从新拾起。而谁又能想到,在AGV畛域,中国进展落伍天下几十年,但在其衍生的AMR畛域却能站在环球前线将来,作为智能化首要载体的AMR将在半导体制造业饰演加倍首要脚色,其将深深融入行业的肢体、血肉、筋骨傍边,为半导体创造的新篇章拉开尾声。而在这个进程傍边,以优艾智合为代表外乡AMR计划商将大有作为完成自我代价的同时外乡走向加倍明丽来日诰日。

