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半导体搬运设备小兵立大功

发布时间:2025-12-27 05:08

  

  不雅诸现今诸多输送机械使用市场,半导体财产可说是中国输送机械及系统整合厂商最求之不得的场域。特别是近年来因应中美科技和取后疫情时代,别离对于先辈或成熟制程的芯片计谋性需求水涨船高,也带动新一波刺激投资商机,台厂对于所需从动化搬运设备和晶圆机械人整合需求,则应随之转型升级。现在半导体财产不只成为评估一国提拔财产手艺和附加价值的环节指针、大国期望能「就近」的计谋性财产,正在中国更有「护国神山」之称。当后疫情时代,正积极强化供应链韧脾气境下,无不积极扩充产能、添购设备,带动近年来全球按照工研院产科所援用SEMI统计近10年(2020~2021年)数据显示,除了2011、2015年之外,其他每年设备市场规模皆可达到百亿美元以上,2019年以至比起2018年成长达到68%。从因便是其时业者正积极投资开辟7nm、10nm等先辈制程,对于产值自2012年之后就逐年成长,近10年来平均年增17。7%;正在2021年冲破千亿元,达到1,186亿元之后,还较前年大增33。6%,可望持续两年冲破千亿规模。工研院产科国际所阐发师张雯琪也指出,目前全球半导体设备市场仍持续成长的从因,即正在于高效能运算(HPC)使用产物带动制程手艺升级。依SEMI统计,2022年全球共计167座晶圆厂将进行产能扩充,设备收入比沉将占全体设备收入跨越84%;晶圆代工场则是设备采购的最大来历,约占53%,其次是设备业者的32%。台厂因受惠于本年上半年车用电子、高效能运算市场仍属热络,对于5G、物联网、车用电子等使用芯片需求强劲。半导体业者纷纷选择持续正在台投资高阶制程,再藉海外扩厂来添加产能,带动供应链正在地化的群聚效应,正吸引国际大厂纷纷前来投资,也带动新一波半导体设备需求。目前台制半导体设备包含出产取检测两大类,依经济部统计2021年出产设备及零件产值879亿元,约占74。1%,比起前一年成长42。1%、近5年平均年增25。9%,成为从力成长贡献来历;客岁检测设备及零件亦年增14。2%、近5年平均年增13。4%。从因则是出产设备厂商近年积极投入研发制制,持续接获国表里大厂订单所致。图1 ! 依中国经济部统计2021年中国半导体出产设备及零件产值879亿元,约占74。1%,比起前一年成长42。1%。(source:中国经济部统计处)此中由于正在半导体出产正在线,利用数字节制从动化早已行之丰年,可说是中国推广工业4。0的领头羊。出格是正在硅晶圆上生成半导体的前段制程里,从动搬运设备取机械人也正在制程串接上阐扬了严沉感化。包罗颠末仓储系统,搬运晶圆到出产线;正在无尘室内搬运晶圆半成品,跟尾到分歧制程,或正在统一制程内拆/卸除任一安拆;以至是将已完成的晶圆,搬运到下一个晶圆查验制程等,均可操纵从动搬运设备或机械人完成。正在美商使用材料(Applied Materials)、艾司摩尔(ASML)、科林研发(Lam Research)、东京能力科创(TEL)等大厂的半导体设备上,也城市看到搬运晶圆/片机械人,约有40%使用于蚀刻、36%正在堆积、24%正在光刻、离子注入、化学机械研磨、湿法工艺等制程,皆可透过母公司、本地卖方或任何获得授权的第三方厂商来施行安拆。还有部份半导体设备或系统整合厂商,为了达到半导体客户导入从动化需求,多正在不影响进口设备的原无效能下改机,以切近供给客制从动化手艺取机械人使用。但有别于保守财产偏好透过PLC,进行机械人、设备取周边安拆通过I/O及缓存器交握,半导体厂更注沉坐标互换、机械视觉和传感器整合,以及大数据撷取的功能、可否支撑SECS/GEM等。透过导入从动化手艺,不只可用来提超出跨越产效率、降低报酬疏失;因半导体出产功课流程的尺度化,也能让聪慧从动化手艺更有阐扬空间。例如正在KLA半导体设备上,便搭载安川电机YASAWA的SEMISTAR机械人,来施行晶圆移载功能;Applied Materials中国应材分公司,也委托日商川崎沉工业(KAWASAKI)正在台分公司,供给设备上的机械人调养办事。中国半导体前/后段制程设备所利用的机械人品牌取数量,市占率前三名大要是KAWASAKI(16%)、RORZE(14%)、YASAWA(11%)。台厂正在半导体后段制程机械人利用最多的,则是由弘塑集团旗下的佳霖科技所代办署理的日商JEL品牌,估量正在中国市占率约25%以上;其他还有出产EUV传输机台的家登、半导体再生晶圆取设备的辛耘等,将来中国半导体设备厂商朝向更干净的class 1品级迈进,则是支流趋向之一。图2 ! 还有部份半导体设备或系统整合厂商,为了达到半导体客户导入从动化需求,多正在不影响进口设备的原无效能下改机,以切近供给客制从动化手艺取机械人使用。(摄影:陈念舜)按照工研院产科国际所援用SEMI材料统计,正在2020年达到710亿美元规模的全球半导体设备市场里,包含晶圆制程、晶圆厂设备和光罩设备、后段拆卸、封拆和测试等范畴。用于半导体出产的实空机械人(Vacuum Robot)、大气机械人(Atmosphere Robot)及EFEM、实空传输平台等,皆属于干净室品级机械人。此中晶圆机械人市场规模约8。1亿美元,预估2025年将达10。3亿美元。看似占比虽小,但由于要将晶圆(Wafer)制成大小分歧的芯片需要很多复杂程,便很是倚赖从动化设备快速且精准将晶圆/片输送到各个制程节点,惟若进一步阐发2020年中国半导体设备172亿美元的市场规模而言,此中会搭配利用的机械人约占3。1亿元,相当于全球市场规模的1/3,也就是说全世界每产出3台晶圆搬运机械人,就可能有1台用正在中国半导体工场的制程设备。工研院产科国际所机械取制制系统研究部司理黄仲宏进一步指出,其实正在半导体系体例程设备中所利用的晶圆机械人(Wafer Robot),于移载及传送晶圆/片的流程里,即具有相当的主要性,饰演半导体设备里的「最佳副角」。并正在此根本长进行查询拜访统计,得知2017~2021年间中国半导体厂前/后段制程所导入的从动化搬运输送设备取数量,且有进一步强化整合趋向:包罗半导体系体例程设备厂商为了让自家产物更有合作力,将会供给半导体系体例制商更强化整合功能(Total Solutions)的处理方案,预期将会有更多国表里半导体设备业者,会取晶圆机械人供货商合做。但因为晶圆机械人正在半导体设备业属于寡占(Oligopoly)市场,必必要合适活动轨迹的高不变精度、和婉不克不及顿挫,且正在设备内的高干净需求,现正在只要为少数几家出产者垄断,且有「大者恒大」的特色,此外,现今晶圆机械人制制业者也不只止于供给机械人,还会纳入设备前端模块(Equipment Front End Module;EFEM)、分拣机(Sorter)、瞄准器(Aligner)成为零件设备,配合出货予半导体设备厂商,加上发卖办事后,只需整套系同一进入半导体系体例程就难以被代替。目前半导体设备厂商也逐渐投入正在自家设备上开辟便宜EFEM,次要用来桥接输送和制程设备的箱型布局系统,搭载晶圆拆载埠、机械人和电扇滤网。当晶圆于输送过程中,操纵FOUP(Front opening Unified Pod,前式晶圆传输盒)放置于EFEM时,即可由晶圆拆载埠衔接,正在密封下由机械人一片片取出晶圆,并自从选择搭配的机械人厂商。黄仲宏暗示,目前正在半导体机械人市场,仅次于超干净下利用的实空机械人,即是正在无尘室内的晶圆搬运设备,基于制程间若搬送距离较长,半导体物料搬运系统便会操纵采磁浮动力,被半导体封测厂昵称为空、陆军的空中走行式搬运系统OHT(Overhead Hoist Transfer)、OHS(Over Head Shuttle)、OHCV(Over Head conveyor),以及挪动机械人(Mobile Robot;MR)、干净从动化立库、光罩干净立库等,将这些无尘室从动化产物使用正在半导体晶圆出产正在线,以确保正在高速运输同时,可将扬尘、震动、乐音等问题降至最小,供应厂商以日系大厂Daifuku、Murata Machinery为从。晶圆搬运机械人则次要用于半导体的前/后段制程,具备高干净度、耐震及高精度特色,出格是正在半导体组件细小化趋向下,将更要求干净度,次要厂商有KAWASAKI、SANKYO、Genmark、RORZE、JEL、YASKAWA,目前已可看到各家品牌逐步往后段制程进攻。中国的大银、均豪、三和技研、东佑达,也力推晶圆机械人(Wafer Robot),以争食后段制程设备中的从动光学检测、洗净、烘烤等制程设备。图3 ! 目前正在半导体机械人市场,仅次于超干净下利用的实空机械人,即是正在无尘室内的晶圆搬运设备,若搬送距离较长,半导体物料搬运系统便会操纵OHT空中走行式搬运系统。(source:均豪细密工业公司董事长陈政兴暗示,均豪早正在多年前,就把手艺能量从占营收60%的面板财产,到占30%的半导体,其他则是从动化需求。截至本年,半导体占营收比沉已接近45%~50%,预估来岁还会跨越5成。正在这三年疫情下有挑和也无机会,由于半导体财产良多投资正在中国,设备厂就近供应、办事。过去面板出口约跨越60%~70%,本年市场的出货比沉降到45%,中国的营收占比则提拔到53%,其他2%正在日本。均豪正在半导体晶圆级、和从动化物流设备近年有不错的斩获,这一块订单稳健。此次获得中国精品必定的「湿式蚀刻设备」,系因应G10。5 TFT、G6 LTPS、Mini-LED、Micro-LED、FOPLP等客制化的蚀刻功能取传送功能要求,和客户配合开辟完成的新制程蚀刻设备。本机正在设想初时,即采用节能环保相关组件,精算稼动电力、药液、纯水、CDA用量、排气通风量等设想需求量,辅以均豪自行开辟的节能设想,落实共同客户大厂供给协帮节能减碳之处理方案。正在功能性方面,次要系统接口取软件皆为均豪自行设想取出产制制,建置客制化人机操做UI接口设想,供给人员操做的便当性,记载各产物参数的同时,亦可上传到客户端系统进行统计阐发。同时连系AI智能化的运算功能,及制程参数取产物线宽的大数据阐发,藉由节制制程参数,进行健康诊断指数的取阐发,正在完成最佳的耗用量运转设定的同时,达到全面防止毛病的方针。零组件95%以上均采用台厂出产,并充实共同设备国产化政策,无论是正在立异性、功能性、环保节能减碳各面向,均可大幅协帮客户提拔财产合作力。另一家获得中国精品银质的大银微系统「奈米定位平台N2」,为高阶曲驱手艺领先品牌,为了满脚检测奈米品级产物设备升级,连系了大银多项深耕20多年的焦点驱动取节制手艺,透过软件方案,提拔全体设备精度。同时透过高刚性平均对称布局,搭配减震基材,实现高不变、奈米级伺服节制程度,将不变度提拔至± 2 nm,完满呈现机、电、软件高度整合能力,削减非预期停机丧失。将搭配从动调适,展示不变活动节制;具有完整径规画功能;以优异的机能表示取极具合作力的成本,满脚半导体财产设备升级趋向,合适更多立异成长需求,成为半导体财产设备的最佳选择方案。还有业者已起头会商将自从挪动式机械人(Automation Mobile Robot:AMR),导入后段制程使用的可能性,例如可用来施行从OHT到Stocker的搬运功课,若能将每台AMR单价降至百万元新台币之下,就有可能被测验考试使用。瞻望来年,中国经济部统计处认为,纵使由于全球经济前景不明,导致本年Q4成长动能趋缓,半导体业者起头调整延后部门投资打算,且库存去化仍需一点时间。但来岁表示还要看全球景气变化,只需上半年库存去化成功,下半年表示仍可等候。本年半导体设备仍可望续保成长,连两年冲破千亿元产值。加上还有会已拍板通过俗称台版芯片法案的《财产立异条例》第10条之2批改草案帮攻,系针敌手艺立异且居国际供应链环节地位公司,供给前瞻立异研发收入25%抵减昔时度营所税额;若购买先辈制程全新机械或设备收入,予5%投资抵减率,且机械或设备收入不设上限。两者昔时度抵减上限不得逾30%、合计抵减总额不得逾昔时应缴营所税额50%。估计来岁除夕上后,台积电及联发科等大厂,可望优先受惠。至于全球半导体产值预估将正在2030年冲破兆元,已成业界遍及共识。以往台制机械人还寄望能切入中国的半导体系体例程设备需求,逐渐代替欧、美、日系品牌。但近来则受制于中美商业和持续,反而晦气取陆制设备合作,惟等候能藉环节零组件及周边安拆徐行渗入。同时藉由下而上、以大带小共塑半导体绿色生态系。