深度解析,全维透视AMHS规划建设——成川科技肖永刚:半导体AMHS整体规划方法和实践

学术   2024-11-28 17:32   北京  

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由《物流技术与应用》杂志主办的“洁净物流系统AMHS服务半导体行业发展”创新沙龙在CeMAT ASIA 2024展会期间举办,受到业界高度关注。会上,成川科技(苏州)有限公司VP肖永刚先生以《半导体AMHS整体规划方法和实践》为题发表演讲,从多维度深入剖析,为现场观众梳理了AMHS规划建设的逻辑框架与实施路径。肖永刚基于在AMHS领域累积的深厚经验,系统地归纳了AMHS规划建设的核心要点,并针对不同产线的特性差异进行了详尽分析,为半导体AMHS的规划与实施工作提供了极具参考性的建议。演讲要点如下:


肖永刚

成川科技(苏州)有限公司VP




半导体AMHS规划概要    



1.AMHS简介

AMHS (Automatic Material Handling System)是指半导体洁净产线专用的物料搬运设备及系统,用以提高产线效率和产品良率。其硬件设备包含搬运设备、存储设备以及定制上下料设备。软件系统由MCS(物流控制系统),物流设备控制系统(OCS/ACS/SCS/CCS)组成。AMHS规划设计则需根据客户的工艺和设备特性,进行全流程物料搬运自动化系统综合规划;在整产线AMHS导入时,前期规划设计的合理性及完备程度,决定着系统最终的实施效果与效能。 

2.AMHS业务范围

(1)AMHS 厂商:承担产线需求分析、AMHS设备选定、产线布局设计以及自动化仿真模拟任务,以此制定半导体产线AMHS基准布局

(2)半导体公司:负责系统架构及通讯、工艺设备布局、制造产品基准、AMHS方案判定以及厂房设施配合工作,以制造为中心整合其中的系统、设备,搭载AMHS组合型整体架构

AMHS业务核心在于以产线需求为基准,需经历客户和厂商多频次技术沟通,共同完成产线全自动化规划。



AMHS规划设计基准    



1.AMHS规划实施原则

肖永刚强调AMHS规划实施要遵循“先规划、后实施;先局部,后整体”的原则,其中:规划路径需自上而下,由整体到局部的全系统设计;实施路径需自下而上,由局部到整体的阶段性实施,且预留衔接口。此外,布局准确度、通讯协议及设备上料方式是实施的关键点。

若为新建产线,则按照整体规划、整体设计、阶段实施的原则,需要特别注意的是控制系统架构与AMHS技术路线的设计;若为旧产线,想做到前后工程的完美融合,需要特别注意前后工序衔接以及老旧设备的改造。

2.AMHS规划基本条件

确保产线基础信息准确调查并相关业务部门充分沟通,主要涵盖产线层高、产线信息、设备布局及系统信息。

3.AMHS规划实施步骤

包括沟通阶段、设计阶段、验证阶段、方案敲定、设计细化、设计出图等步骤。在此过程中要做到:信息准确,充分沟通;凭借经验技术,进行可靠验证。

4.AMHS设备选择

根据产线具体场景AMHS需求,选择最“适用”的自动化设备。如,搬运设备中,OHT天车系统布设在空中,运行速度快,适用于标准载具的规模化产线,在晶圆制造(FAB)、硅片制作、先进封装、封测等场景中高度适配;存储设备STOCKER可与所有搬运设备对接,用于不同洁净车间的转换合批/分批工序。


AMHS规划设计基准   



1.半导体产线差异

各个半导体工序间的特性差异较大,如封测偏重低成本与定制性,产线复杂度更高,转化能力强;此外,先进封装结合了FAB及封测,特点弱化,硅片制造的震动及洁净度要求高。

2.规划设计——晶圆制造(FAB)

以FAB产线为例,偏重高性能,因此其产线标准化程度、搬运效率及可靠性更高。相应地,对于高节拍设备的需求也更为迫切。

3.规划设计——封测制造

以封测工艺为例,其产线工艺管控要点在于封装形态变化及载具转换,以及测试分BIN。此外,设备取放料涵盖标准、改造及定Load/Unload这三种模式,而Load port形态与设备OS升级均会影响AMHS设备选择。这要求工程师对于工序要高度熟悉,充分理解产品形态,根据复杂的产线场景提供高度适配的定制化设备。

4.规划设计——仿真

仿真环节的主要步骤包括基准情报、模型创建、逻辑编写、模拟运行及结果产出,且必须编写与设计方案完全相符的物料控制逻辑和物流逻辑进行模拟和预测,才能最大限度提高准确性。

5.规划设计——AMHS 布局

以AMHS 布局为整产线的实施基准,其中FAB产线规划能力要达到100%准确目标。然而,封测产线因其复杂性和高度定制化特点,难以实现规划上的100%精确无误,应具备在过程中快速调整的能力。


成川科技公司介绍   



1.产品矩阵

成川科技自2020年成立以来,致力于为半导体行业客户提供定制化AMHS整体解决方案的规划与仿真设计,已有多个跨行业创新应用与存量产线改造案例落地,拥有多款全自研的软硬件产品,如OHT(天车)、AMR(移动机器人)、Tower Stocker(层间传送存储系统)、Conveyor(传输线)、Clean Stocker(洁净立体仓库)、 OHB、N2 OHB(空中缓存位)、Manual Station(地工作站)、NTB(设备缓存)等,帮助客户提高生产效率和制造竞争力。

2.项目业绩

肖永刚谈及,成川科技是目前国内厂商中整线项目案例数最多、获得客户最终验收项目数最多、天车交付规模最大的厂商,国产最大的天车系统项目成功交付并且运行了2年多,获得了客户的高度认可;在建最大的天车项目达到200台车,10公里轨道,居于行业领先地位。 

作者:肖永刚

整理编辑:朱淼鑫

排版:罗丹



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