自主移动机器人加入芯片制造，高端芯片量产将实现？

芯片制造一直以来都是中国发展的重中之重，实现科技自立、打造国际一流技术品牌是中国追求的目标。作为推动科技领域迅速发展的核心武器之一，***的持续发展已经成为中国科技企业的必争之地。

***在中国科技产业中的地位，芯片是一项核心技术，其制造环境是一个高度精密的制造过程，需要高效，稳定，无尘来保证生产出的芯片的质量和可靠性。尤其在当前科技环境下，芯片的生产，制造都是重点，带有“算力”的芯片可以加速各种科研、智能设备和计算需求的处理速度。

智能制造在整个半导体行业中越来越流行，提高了生产力，提高了质量，降低了成本和对环境的影响。半导体工厂长期以来一直依赖运营自动化来保持按时生产并满足产量和质量目标，但自从引入工业 4.0以来，主要半导体生产商增加了对 IT 基础设施、数据分析、物联网传感器、数字化和机器人技术的投资。

通过限制人为干预减少误差的产生，智能工厂可以更平稳地运行并以无中断的方式响应问题。目标是最大限度地延长工具正常运行时间、避免计划外停机维护以及实时批次调度。多年来，晶圆厂和封装厂一直在不断改进其运营，但随着新技术的出现，他们可以实现更高水平的自动化，并为他们的努力获得更大的回报。

工业机器人的发展也许可以为中国芯片制造提供强有力的支持。

自主移动机器人的诞生为芯片发展制造提供了基本保证，是面向半导体生产的工业物流解决方案。移动机器人主要由驱动、调度和导引三大部分组成，最主要的成本集中于减速器、伺服系统、控制器等核心零部件上。在半导体行业中晶圆制造、芯片封测等需要无尘封闭环境，这时候人力在这方面就很不适用。通过移动机器人完成物流自动化改造，实现工厂的智能化升级，正成为半导体厂商的普遍选择。

自主移动机器人可以24小时工作、柔性调度等特点同时，移动操作机器人在搬运基础上可自动上下料，打通整场的物质流和数据流，有效保证良率、提高产能。控制器对于移动机器人是核心，他需要完成定位、导航、避障、建图、识别、跟踪等多种功能，具有丰富的软硬件接口。在生产环境中，可单机运行，也可实现机器人集群协同调度，支持与工业生产管理系统快速对接。

然而，半导体精密的生产条件也对移动机器人提出了极高的要求。首先，由于行业特性，移动机器人自身的洁净度需要极高。其次，对于半导体行业中的晶圆片昂贵易碎，这就要求移动机器人在搬运、存放晶圆盒时必须做到精准和稳定。此外，半导体生产工序繁多、设备布局集中，自主移动机器人需要在各工序之间频繁、重复、稳定地进行转运工作，就需要机器人拥有足够稳定的运行速度以及精确到毫米级别的定位精度，对移动机器人提出了很高的要求。

自主移动机器人打造出对应的样机产品，需要进行不断地迭代升级，在场景与产品性能中找到最佳平衡点应用晶圆盒搬运机器人实现晶圆盒精准上下料及搬运，可以节省大量人力，减小无尘车间污染带来的风险，提升了良品率，同时避免人工搬运带来的损坏问题，且减少操作员大部分无效行走，极大提高自主移动机器人的效率。

自主移动机器人加入芯片制造是有一定的门槛。

将移动机器人结合半导体场景做到极致性能，不是一件易事。首先要保障晶圆盒抓取和上下料的绝对精准。OW系列在机械臂的末端执行部分搭配超声波传感器、3D视觉、在位检测器、储位锁等多种传感器，多重感知防护保证抓取作业的稳定。

超声波传感器灵敏度高、穿透力强、受环境影响弱，有效防止抓取叠料产生的晶圆盒磕碰的情况，同时检测人工抢料的情况。视觉定位算法通过定位补偿策略，保障晶圆盒放入料口时与loadport的方向绝对平行，保障晶圆盒与设备之间的安全距离，避免因放入角度不恰当、狭小环境等因素导致设备与晶圆盒产生碰撞的风险。夹爪末端还搭载有末端在位检测传感器，在运动过程中实时检测晶圆盒在夹爪上的固定状态，一旦在位检测传感器触发，末端执行器立即紧急停止作业。

在抓取过程中，超声波传感器、视觉定位相机、在位检测器等传感器模块将进行持续的实时监测，只有三大模块均无报错情况，机械臂才会执行相应操作，保障晶圆盒上下料及搬运操作稳定安全。

在作业中，搭载晶圆盒运动的车体保持稳定是关键。凭借过强的单机性能，有效避免搬运过程中出现振动等情况，同时配有激光雷达、3D视觉、坑洞传感器等检测设备，可避免更多突发情况的产生，最终保证了行驶时的稳定可靠。

同时，系列的激光雷达、视觉、坑洞检测等模块均为常闭型设置，某一模块出现异常情况或无法正常启用时，系列将不会执行作业；只有所有模块均正常运作，系列才会执行作业，做到全方位的保障。根据客户现场存在的更多现状，系列产品还设有更多的特定功能模块，保证了在诸多情况下产品的正常运作、物料的安全无恙。

未来更加稳定的机器人可以更加高效进行工作。

在半导体领域，目前主要应用的移动机器人类型有复合移动机器人、潜伏顶升式AGV、辊筒对接AGV、叉车AGV等类型产品，同时还有一些企业会针对半导体某些场景需求打造的定制化行业专机。但整体而言，当前，在半导体领域应用的多种AGV/AMR中，复合移动机器人是应用最多的产品，也是技术难度最高的。

复合移动机器人由两大部分组成，移动底盘和协作机器人。目前，市场上的复合移动机器人企业基本以移动机器人厂商为主，在合作开发中一般也是移动机器人厂商主导，协作机器人厂商配合；其次一些机械臂厂商在与底盘厂商的合作中，不仅是向移动机器人厂商提供机械臂，自己也会开发复合移动机器人这一产品线，面向终端用户；再者是集成商，这类厂商一般是根据集成项目的需求购买底盘及机械臂产品再组合应用。

在复合机器人的开发中，机械臂性能好坏及机械臂厂商的配合程度对复合机器人整机产品影响颇大，当前，也有越来越多的机械臂厂商针对移动机器人企业需要开发复合型产品的需要推出针对性的产品与其更好地配合，这种复合机器人将给未来行业发展带来更大空间。

审核编辑：刘清