每秒53米这家企业让半导体制造更高效

  吊起、传送、存储、再传送……苏州高新区，新施诺半导体设备厂一片繁忙，天花板上一辆辆天车沿着交错的轨道来回穿梭。

  天车，全称“空中悬挂式无人搬送车”，用来把半导体晶圆载具从生产机台吊上、降下并传送，实现晶圆在生产工序间精准高效流转。天车是自动物料搬运系统（AMHS）的核心搬运设备之一。苏州新施诺首席技术官吕杰和记者说，整个AMHS系统包括搬运、通信、存储、净化等众多硬件装备和软件，覆盖了半导体生产的前、中、后道工序，目前慢慢的变成了大部分12英寸半导体晶圆厂的标配。

  近年来，随着半导体晶圆厂由8英寸生产线英寸生产线升级，工艺流程复杂度持续不断的增加，传统的人工搬运方式在效率、失误率、洁净度等方面已难以满足生产需求。此外，人工搬运引起的震动也会影响晶圆良品率。因此，不少工厂希望能有一套速度更快、搬运量更大、稳定性更高又兼具占据空间更小、震动小的搬运系统。

  花费11年时间，新施诺公司掌握了AMHS技术，并成功完成初代产品量产、半导体工厂实际应用。如今，新施诺的AMHS产品已经进化到第五代，能轻松实现全产业链设备和软件的整体解决方案。目前，为提高空间使用率和设备使用效率，天车轨道安装在天花板上、存储采用多层设计结构，轨道设计和布局最大限度地考虑工厂不一样的区域、工序间的实际的需求，优化天车传送路径。为减少搬运震动引发的晶圆破损，搬运重复精度控制在±0.5mm，搬运过程载具振动峰值不超过0.5G，且关键取放过程中实施多重防护；天车工作速度提高至每秒5.3米，抓取时间仅需数秒，就算是长距离跨区域传送，通常整周期也控制在3分钟内……

  一座晶圆厂，每天会产生几十万个晶圆载具传送任务。一旦AMHS系统故障，将影响物流传送，严重的话，有几率会使整厂大面积生产停工待料。软件扮演着AMHS系统“大脑”的角色，它决定着每天几十万次的搬运操作有多“丝滑”。调度算法，最大限度地考虑不同工厂的生产流程和具体工序，有很大成效避免了天车在运送过程中的拥堵现象，确保了物料运输的最优路径选择。它还与晶圆厂的别的设备、软件连接，实现了对整个工厂搬运信息的有效追踪，为工厂管理者提供了可靠、实时的数据信息，不仅有助于提高产线的自动化效率，也极大地增强了生产调度的灵活性和响应速度。

  对AMHS系统而言，现场安装测试也是关键步骤之一。这一过程涉及多个精密环节，整套硬件和软件系统在离开工厂前，一定要通过一系列严格的厂内检验和测试，发送至客户现场后，还将依次进行一系列安装调试，“仅整体稳定性测试，我们要进行超过1个月的连续性搬运作业，以验证系统平均连续搬运次数大于2万的指标。”

  “大规模人机一体化智能系统的程度慢慢的升高，需要AMHS系统更高效、智能化、更节约。除了半导体晶圆厂，面板工厂及新能源电池厂也在逐步使用全套AMHS系统。”吕杰介绍，目前新施诺已有20公里以上轨道的案例积累，并具备约200台天车的调度能力，将不断通过国内外协同研发及供应链整合，升级AMHS系统解决方案。