国产移动机器人，助力芯片制造智能化升级

2023-03-23 02:03

当前，半导体新建工厂以提高产能需求愈发迫切，而在其背后，制造厂商普遍面临稳节拍、去库存、增柔性、保质量的挑战，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。

作为国内移动机器人头部企业代表，优艾智合面向半导体生产的工业物流解决方案，应用于晶圆制造、芯片封测等全产业链环节，帮助众多国内外半导体制造厂商实现了效率效益双提升的目标。

优艾智合打造的半导体智慧物流解决方案，以晶圆盒搬运机器人为基础，搭载YOUI Pilot导航系统、YOUI Fleet机器人调度系统，及YOUI TMS场内物流管理系统，实现晶圆盒在机台、电子料架、存储仓等不同工序间的自动转运，同时打通全生产周期的物质流与信息流，保障物料数据全流程可追溯。

适配精密生产的超强性能

不同于晶圆厂传统天车系统的部署模式，移动机器人全时工作、柔性调度等特点，使其成本相对天车系统大幅降低。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。

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等级至少需要达到CLASS100。其次，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，移动机器人在各工序之间频繁、重复地进行转运工作，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。

在历时两年的场景调研和产品打磨后，优艾智合推出了整体性能业内最优水平的晶圆盒搬运机器人——OW系列。

作为优艾智合软硬一体解决方案集大成者，OW系列可满足CLASS-1洁净车间等级要求，正常搬运时振动值在0.2G以内，优于国际SEMI标准规定的0.5G，有效避免搬运过程中产生振动导致裂片，保障晶圆稳定安全运转。

OW系列的研发与推出，历经2年的充分场景认证和产品打磨。半导体专家团队在客户现场充分调研验证，细化可能涉及到的如避振、安全板块等功能，打造出对应的样机产品，并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，既在实验室进行充分的实验，也在3C等类似行业进行产品的验证，在长达2年后的多方验证后，优艾智合的OW系列晶圆搬运机器人产品才正式在客户工厂落地。

在某全球知名晶圆厂的物流自动化改造中，优艾智合应用晶圆盒搬运机器人实现晶圆盒精准上下料及搬运，共节省人力60余人，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30%无效行走。在效能上，移动机器人提高电子料架利用率66%，生产节拍稳定连续，整厂生产效率提高2%。

多重防护保障晶圆安全稳定流转

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。OW系列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。

OW系列车身对角线及竖直面分别配置激光雷达，360度水平面及垂直面障碍物实时监测，构建立体安全区域，3D视觉在激光雷达基础上进行安全性补充，有效识别地面突起等障碍物，实时反馈车辆减速或重新规划路线，从移动导航上来保证OW系列产品的平稳运行。在半导体行业工厂里面，地板大小多为60×60的高架地板，地板的维修需要将地板拆卸出来，人工钻进地板下进行检修，OW系列晶圆搬运机器人配有专业的坑洞传感器，有效检测地板的实时状况，避免车辆跌落至坑洞。

同时，OW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，OW系列将不会执行作业；只有所有模块均正常运作，OW系列才会执行作业，做到全方位的保障。

遇到突发情况时，OW系列的低电保护、断网保护等多重防护保障作业“无忧”，根据客户现场存在的更多现状，OW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。

目前，优艾智合智慧物流解决方案已服务于国内外众多知名半导体制造企业，并凭借专业可靠的服务获得头部企业的持续复购。国产芯片黄金爆发期下，优艾智合将持续以专业可靠的解决方案服务半导体行业，赋能中国芯片智造。

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