爱安德分享洁净室里的全自动传输设备

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12英寸晶圆厂可以说是半导体制造自动化程度的巅峰，以台积电为例，从发展至今，台积电经历了两次自动化程度的飞跃。一次是90年代从纯手动进化至半自动化的8英寸厂，接着再演化至12英寸厂的全自动化。

如今的12英寸晶圆厂内，已经实现了机台自动化、派工自动化、搬运自动化和测试自动化，除了需要厂务工程师进行一些生产线监控和维护工作外，基本不再需要人为的介入。

为了实现其中的搬运自动化，就需要配备一整套AMHS系统。在晶圆厂的固定投资中，AMHS往往只占3%到5%左右，但带来的生产效率提升，却是无法估量的。一个完整的AMHS系统包括传输设备、存储设备、净化设备及软件系统。

自动化物料搬运是衔接半导体多道加工流程的典型工序，最关键的传输设备包括半导体上下料设备（EFEM）、移动机器人（AMR/AGV）和天车（OHT）等。相较于其他通用自动化设备，必须满足洁净室环境的严苛需求。至于在12英寸晶圆厂中，天车是实现全自动化最核心的传输设备，AMR/AGV只能起到补充作用，无法彻底替代效率更高的天车。

从6英寸发展至现在的12英寸，晶圆面积越来越大，单个晶圆厚度还是只有725微米，平均重量却增加至125g，晶圆盒的重量更是超过10kg。因此AMHS系统也经历了一轮升级，节拍、稳定性和精度全面提升。要知道，将晶圆精细加工成芯片，总共需要经历1200个流程，且经历减薄后的晶圆厚度更低，设备高速传输的同时，需要尽可能地做到低振动水平。

可目前在解决方案供应商的选择上，依然是以日企为主，国产设备的普及率甚至只有个位数。以8英寸/12英寸晶圆厂所用的天车系统为例，基本是由大福、村田机械提供的产品。这是因为日厂入局较早，在天车这种搬送装置上积累了不少专利。

在半导体制造前道工序所用的AMHS中，又以直接采用定制化的全套系统方案为主。所以哪怕单套系统价格上亿，还有后续昂贵的维护和服务费用，交期不稳定，国内的晶圆厂也只好硬着头皮掏腰包。值得庆幸的是，随着国内厂商加大研发投入，国产化替代已经“支棱”起来了，新建的12英寸晶圆厂选择更多了。