文 / 物流技術(shù)與應用 記者王玉

導語

Introduction

復合移動機器人（一種集成移動機器人和通用工業(yè)機器人兩項功能為一身的新型機器人）在半導體行業(yè)的應用尚處于“導入期”，如何實現(xiàn)在半導體行業(yè)，乃至整個高端制造行業(yè)的規(guī)模化落地應用是移動機器人解決方案提供商們正在探索的難題。浙江欣奕華率先打開了行業(yè)局面，在高端制造物流場景中不斷突破，未來可期。

在硅片制造、晶圓制造、封測廠等半導體制造領(lǐng)域，大量依靠人工的物流環(huán)節(jié)亟需被替代，移動機器人的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。但是，由于半導體行業(yè)自動化運作極為復雜，并且直接關(guān)乎生產(chǎn)效率、產(chǎn)品良率、制造安全等，要求移動機器人具備更高精度、更高性能、更多功能，適應更嚴苛的環(huán)境……這給移動機器人技術(shù)提升、產(chǎn)品突破和解決方案創(chuàng)新都帶來了巨大挑戰(zhàn)。目前，移動機器人在半導體行業(yè)的應用還多為“演示場景”，真正意義的規(guī)模化落地應用遲遲未能打開局面，尚處于“導入期”。

就在前不久，全場景移動機器人解決方案提供商，浙江欣奕華智能科技有限公司（以下簡稱“浙江欣奕華”）傳來喜訊，他們團隊研發(fā)的SIBOT系列復合機器人在國內(nèi)半導體行業(yè)實現(xiàn)了規(guī)模化落地，上百臺復合機器人高效運作，支撐半導體企業(yè)高效運營，這也是國內(nèi)半導體行業(yè)首例實現(xiàn)規(guī)模化落地運行的復合機器人產(chǎn)品。同時，他們團隊研發(fā)的W系列水槽機器人產(chǎn)品也填補了半導體物流領(lǐng)域清洗工藝的空白。為此，物流技術(shù)與應用記者來到浙江欣奕華公司拜訪了CEO劉常倫先生，他告訴記者：“加速融合AI、5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新技術(shù)推進移動機器人技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，以及更快、更精準地洞察客戶需求，理解客戶場景，為浙江欣奕華機器人在半導體行業(yè)的率先破局奠定了堅實基礎(chǔ)。”

Q1：

移動機器人在半導體行業(yè)規(guī)模化落地應用的情況如何？

全球市場對半導體材料需求上升，各大硅片制造、晶圓制造、封裝制造廠商紛紛對產(chǎn)能擴張，半導體生產(chǎn)設(shè)備投資成本極高，為了最大化提升生產(chǎn)設(shè)備利用率，大多半導體制造企業(yè)都是7×24小時作業(yè)，因此，數(shù)字化、智能化物流體系的支持至關(guān)重要。

半導體行業(yè)生產(chǎn)自動化程度相對較高，生產(chǎn)物流環(huán)節(jié)普遍會應用以進口為主的OHT (空中走行式無人搬送車)進行在制品在不同設(shè)備間的運輸。OHT需要投資高，固定線路部署，一經(jīng)部署無法變換，對工廠的前期規(guī)劃要求能力較高，對于邊生產(chǎn)、邊擴產(chǎn)、異或工藝設(shè)備升級的半導體企業(yè)們提出了更高的資金和空間要求。移動機器人產(chǎn)品不需要鋪設(shè)軌道，并且具有智能化、柔性化、運營效率高等優(yōu)勢，這些發(fā)展環(huán)境和移動機器人自身特點決定了其在半導體行業(yè)具有規(guī)模化落地的可能性，尤其是復合機器人在規(guī)模化落地方面更具廣闊前景。

但是我們也要看到，移動機器人在半導體行業(yè)的規(guī)模化落地應用還面臨非常多的困難，目前行業(yè)里面所謂的應用多為“演示場景”，真正支撐半導體企業(yè)工廠運營的規(guī)模化落地應用遲遲未能打開局面。

Q2：

那么，面臨的難點究竟在哪兒？

主要難點來自于半導體行業(yè)需求特點和高要求。

從需求特點來看：與傳統(tǒng)生產(chǎn)流水線完全不同，半導體廠內(nèi)各個工藝設(shè)備呈集群式分布，空間狹小，生產(chǎn)過程離散，工藝流程復雜；生產(chǎn)車間的潔凈等級要求高；產(chǎn)能及良率決定了高額投資的回報周期；人為的因素越多，影響良率的因素越復雜；物流環(huán)節(jié)不僅需要簡單的搬運，更需要在相應環(huán)境下完成上下料、賬料信息管理、檢測等作業(yè)。

這些特點注定了半導體行業(yè)對移動機器人產(chǎn)品和解決方案的高要求，主要要求包括：

1.高潔凈度，晶圓制造廠要達到Class100以上，封測廠對移動機器人的潔凈度要求可達到Class10。

2.高減震能力，晶圓工廠對移動機器人搬運中產(chǎn)生的震動要求在0.5g以下。

3.高精度，由于移動機器人在半導體制造企業(yè)面對的對象可能是異形載具，對設(shè)備抓取精度提出了更高要求。

4.高安全，半導體行業(yè)生產(chǎn)物料、生產(chǎn)設(shè)備都很昂貴，人機協(xié)同作業(yè)場景較多，移動機器人需要全方位保障人員、物料、生產(chǎn)設(shè)備安全。

5.穩(wěn)定高效，能夠完全滿足生產(chǎn)節(jié)拍需求，絲毫不可影響生產(chǎn)。

在解決方案方面，客戶需要的是以移動機器人為核心的整體解決方案，往往還需要配套提供電子料架、緩存等相關(guān)設(shè)備，與MCS、RTD等上位系統(tǒng)的對接，Abnormal的上報機制等，在供應商對半導體物流場景的理解能力，以及專業(yè)解決方案的提供能力這兩方面也提出了更高要求。

Q3：

浙江欣奕華是如何成功在半導體行業(yè)破局的？

我們選擇了“由難到易”的探索路徑，相對于晶圓制造廠、封測廠，移動機器人在硅片工廠的規(guī)模化落地更具挑戰(zhàn)。不同于晶圓制造和封測廠中應用的FOUP（前開式晶圓傳送盒）或FOSB （前開式出貨盒）這類標準載具，在硅片制造中，硅片的傳送應用的是OC（Open Casette，開放式卡匣），一種透明且異形的載具。傳統(tǒng)模式下，經(jīng)過拉晶、切片的毛坯硅片使用OHT運送到緩存區(qū)，然后由工人在附著、研磨、拋光、磨邊、清洗、檢測等不同生產(chǎn)工序之間完成手動搬運及上下料，不僅需要大量人工完成作業(yè)，并且由于工序多，環(huán)節(jié)復雜，人工作業(yè)難以保障賬料信息準確性；同時，由于人工接駁，在清洗環(huán)節(jié)水槽里的水易外灑；人工檢測的準確性難以保證，一旦破損硅片進入工藝設(shè)備會直接導致設(shè)備宕機。

對此，浙江欣奕華研發(fā)團隊根據(jù)硅片制造中的需求開發(fā)了SIBOT系列復合機器人和W系列水槽機器人。SIBOT系列復合機器人能夠?qū)崿F(xiàn)對OC、FOUP、FOSB的精準抓取、平穩(wěn)搬運、接駁作業(yè)，水槽機器人可完成硅片制成環(huán)節(jié)的wafer清洗水槽搬運。

目前，以SIBOT系列復合機器人和W系列水槽機器人為核心，配套電子料架、水槽Buffer等硬件設(shè)備,以及搭載自主研發(fā)的調(diào)度系統(tǒng)、叫料系統(tǒng)等軟件體系的半導體行業(yè)整體解決方案已在國內(nèi)知名半導體硅片生產(chǎn)公司規(guī)模化落地應用，幫助客戶實現(xiàn)了硅片制造工廠物流數(shù)字化、智能化升級，節(jié)省了大量人工，助力客戶產(chǎn)能大幅提升。

Q4：

SIBOT系列復合機器人和W系列水槽機器人分別有哪些技術(shù)優(yōu)勢？

SIBOT系列復合機器人有五大應用優(yōu)勢：

第一，設(shè)備精度高。在運動精度方面，設(shè)備導航精度為±10mm，重復停靠精度±5mm；由于抓取對象主要為硅片，對機械臂模組重復定位精度提出了更高要求，最終采用2D/2.5D/3D視覺引導，重復抓取精度可達到±1mm。

第二，安全可靠。設(shè)備采用安全互鎖邏輯、選用多傳感器安全模塊、擁有全方位安全校驗能力，可實現(xiàn)人員、物料、生產(chǎn)和設(shè)備四大安全保證。

第三，運行速度快。單次停靠并抓取完成時間僅為20sec。

第四，減震能力強。以設(shè)備搬運震動參數(shù)為例，行業(yè)普遍要求＜0.5g，SIBOT系列復合機器人則在保證＜0.3g搬運震動要求下，達到1m/sec的設(shè)備運行速度，結(jié)合自動上下料解決方案，可實現(xiàn)高效抓取。

第五，穩(wěn)定高效。考慮到客戶使用場景需要，設(shè)備特別搭載了抗干擾能力強的E84光通訊模塊，便于實現(xiàn)半導體產(chǎn)線中Stocker（STK）、機臺和設(shè)備之間進行通訊和控制需要；設(shè)備還特別適配Websocket協(xié)議，可滿足客戶不同應用場景下的設(shè)備運行需求，極大化地完善了設(shè)備的泛用性與穩(wěn)定性。

W系列水槽機器人是浙江欣奕華在對客戶應用場景極致探究后，率先在業(yè)內(nèi)推出的工藝制程段關(guān)鍵設(shè)備。它的技術(shù)優(yōu)勢主要在于：所用元器件均滿足無塵環(huán)境，潔凈度達到Class 100；設(shè)備防水等級達到IP65。其中，擁有機械臂模組的WR600則即可搬運水槽又可搬運OC，擁有夾具入水檢測和防水功能，且具備從水中抓取OC能力，完美接駁了半導體產(chǎn)線從清洗設(shè)備到研磨設(shè)備的場景延續(xù)。此外，設(shè)備在水槽開口的搬運場景下，也能達到1m/sec的極高搬運速度，接駁精度則可達到±2mm。

浙江欣奕華SIBOT12 Pro復合機器人

Q5：

作為“全場景移動機器人解決方案提供商”，浙江欣奕華還取得了哪些重要突破？

在行業(yè)拓展方面，浙江欣奕華的核心賽道在高端制造，除了半導體行業(yè)，在3C電子制造、顯示制造、生物醫(yī)藥制造、新能源等行業(yè)也有卓越表現(xiàn)。

以3C電子制造為例，浙江欣奕華為業(yè)內(nèi)知名通信與信息技術(shù)解決方案提供商打造了以定制開發(fā)的“單層可調(diào)輥筒接駁機器人”為核心，配套自主研發(fā)的機器人調(diào)度系統(tǒng)、叫料系統(tǒng)形成的整體解決方案。這一解決方案理順了3C電子制造業(yè)客戶單板測試領(lǐng)域的作業(yè)流程，提高了物料流轉(zhuǎn)效率，所有調(diào)度任務通過工廠制造控制系統(tǒng)（MES）發(fā)布，讓生產(chǎn)節(jié)拍的控制能力更加精準，搬運數(shù)據(jù)可實時追溯。

在產(chǎn)品創(chuàng)新方面，浙江欣奕華近期還推出了揀選機器人和潛伏機器人。

在軟件和算法創(chuàng)新方面，浙江欣奕華自主研發(fā)的軟件產(chǎn)品矩陣，可為客戶提供強大的機器人智能調(diào)度管理系統(tǒng)，通過后臺集中監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)多機器人的任務指派、調(diào)度協(xié)同與交通管制，提供接口與客戶現(xiàn)有的WMS、MES、ERP等系統(tǒng)無縫對接。自主研發(fā)的算法平臺更是具備六大優(yōu)勢：高精度高識別率；作業(yè)安全；作業(yè)效率高；易用易維；兼容并蓄適配各類機器人，通用性高；柔性智能。

Q6：

浙江欣奕華在高端制造行業(yè)的核心競爭優(yōu)勢是什么？

“移動機器人解決方案絕不是一錘子買賣，需要全生命周期服務。”

作為高端制造行業(yè)企業(yè)的全場景移動機器人解決方案供應商，要想長久發(fā)展，需要具備領(lǐng)先的軟硬件技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)能力，還要具備專業(yè)的整體解決方案提供能力。此外，高品質(zhì)產(chǎn)品制造能力，專業(yè)的售后服務能力更是讓項目長久良好運行的基礎(chǔ)。

浙江欣奕華形成了行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢。首先，浙江欣奕華所屬的欣奕華集團是平板顯示、半導體、光伏、智能制造、關(guān)鍵材料等高端制造領(lǐng)域的有力競爭者，并且在算法、芯片等移動機器人關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域積累了雄厚的科技實力。這為浙江欣奕華在移動機器人技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新能力，以及洞察客戶需求提供專業(yè)解決方案等方面帶來了與生俱來的優(yōu)勢。同時，浙江欣奕華的核心團隊成員也都是在航天、AI技術(shù)領(lǐng)域、移動機器人領(lǐng)域有技術(shù)專長和豐富項目經(jīng)驗的實干人才，極致的工匠精神是團隊成員工作中的一致追求。

在高品質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)制造方面，欣奕華移動機器人在浙江省海寧市擁有占地面積263畝的生產(chǎn)基地，車間內(nèi)裝配全自動化生產(chǎn)線，生產(chǎn)設(shè)備先進，年產(chǎn)能達50000臺，為快速實現(xiàn)高品質(zhì)產(chǎn)品供應提供了保障。

在售后服務方面，售后服務網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)的售后服務團隊，為保證項目長期穩(wěn)定運行保駕護航，我們能夠及時響應客戶服務需求，并迅速給與行之有效的解決措施。

Q7：

未來，浙江欣奕華有哪些發(fā)展計劃？

以 “AI+ AMR+賦能智造，助力全球合作伙伴提高生產(chǎn)經(jīng)營智能化和數(shù)字化水平”是浙江欣奕華的長期發(fā)展目標。

2023年1月19日，工信部聯(lián)合十七部門印發(fā)了《“機器人+”應用行動實施方案》，提出到2025年，制造業(yè)機器人密度較2020年實現(xiàn)翻番，機器人行業(yè)應用深度和廣度顯著提升，機器人促進經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的能力明顯增強。政策推動加上疫情后制造業(yè)對自動化投資加強兩大因素，決定了2023年移動機器人行業(yè)有望迎來高速發(fā)展的新階段。從CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟提供的數(shù)據(jù)來看，2022年度市場銷售額已達185億元，同比增長46.82%。按照這樣的發(fā)展速度，移動機器人產(chǎn)業(yè)未來十年內(nèi)極有可能邁向千億市場規(guī)模。

浙江欣奕華的市場發(fā)展已經(jīng)進入了快車道，創(chuàng)立的前幾年我們聚焦技術(shù)突破和算法創(chuàng)新，2022為浙江欣奕華商業(yè)化落地的元年，市場拓展全面開局，年復合增長率高達500%，預計2023年的復合增長率也將維持在300%的高位。

除了當前的商業(yè)落地，我們還聚焦于下一代技術(shù)及產(chǎn)品的拓荒，一旦成熟，我們的商業(yè)畫布還會發(fā)生重大變化。總之一句話，未來，在我們熟悉的領(lǐng)域，用我們熟悉的技術(shù)，創(chuàng)造我們熟悉又“不熟悉”的產(chǎn)品，來迎接并推動人工智能商業(yè)落地時代的到來。