芯片荒仍在继续，半导体工厂如何提高产能？

在全球缺芯的背景下，半导体成为了当前最热门的板块之一。

近日，英伟达市值突破5500亿美元，成为业界唯二超过5000亿美元市值的半导体公司，而台积电市值已超过腾讯成为亚洲市值最高公司，迎来高光时刻。

半导体市场的火爆，主要基于全球市场对芯片产能需求的极度渴望。世界半导体贸易统计协会（WSTS）公布的预测报告显示，因内存需求旺盛，带动今年全球半导体销售额大幅上涨，预估将年增19．7％，至5272．23亿美元。

WSTS指出，因当前强劲的半导体需求似乎很难找到会呈现急速走弱的因素，因此，预估2022年全球半导体销售额将年增8．8％，至5734．40亿美元，将持续创下历史新纪录。

优艾智合半导体事业部负责人黄建龙也表示，芯片作为驱动数字时代进步的核心产物，牵动着许多行业的命脉，已成为新时代下的“石油”，是国家战略物资，重要性不言而喻。

史无前例的缺芯潮，行业结构性增长的机遇，对于每个身处半导体行业的企业来说都是利好的发展机会。

工业移动机器人与芯片厂商的甜蜜期到来

2019年，美国将华为列入“实体清单”，禁止美企与之合作，第二年，为了继续绞杀华为，美国修改半导体行业规则，切断华为芯片来源。

在遭遇美国四轮制裁后，华为供应链遇阻，手机销量断崖式下跌。这让大众第一次广泛的认识到半导体行业，过去陌生的市场得到了前所未有的关注。

其实早在2013年，科技部863计划就将第三代半导体产业列为国家战略发展产业。

“十四五”开局之年，第三代半导体热度继续升级，在 “十四五”规划中，提出要瞄准集成电路等前沿领域，推动碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。目前，已有超13省“十四五”规划重点提及第三代半导体。

政策红利加上缺芯的市场需求，让芯片工厂的自动化导入意向踊跃，智能制造意愿高涨。

位于深圳的优艾智合是从事半导体生产物流自动化的工业移动机器人企业。近两年来，随着芯片上游晶圆、封测等环节的扩产需求爆发，优艾智合在半导体领域的物流自动化业务也随之大幅增长。

优艾智合半导体事业部负责人黄建龙坦言：“在过往8寸（200mm）晶圆厂以及之前小尺寸晶圆的半导体时代，其自动化程度远没有外界想象中的高。车间现场的晶圆盒往往需要大量的操作人员手动去搬运、传送每个制程机台间的晶圆盒。

事实上，芯片工厂车间对无尘等级、防静电、防震动要求严格，而传统的人工作业震动大，易污染，作业不连续，准确率低，同时，生产过程离散，工艺流程复杂，数据不共享，造成信息孤岛。

而自动化的机器人方案代替人工是行业内普遍认同的解决方案。黄建龙在接受猎云网采访中也表示，鉴于从业人员招工难且薪资逐步上涨、技术成熟度逐步提升及半导体行业政策补助等原因，芯片厂采购自动化设备的意愿变高，也更愿意接受智能制造的解决方案。

在黄建龙看来，机器人自动化导入与芯片厂商们的甜蜜期从今年开始正在到来。

软硬件共建，覆盖全产业链

专注于工业移动机器人研发智造的优艾智合正是在“芯片荒”前夜一脚踏进半导体行业。为了解决芯片厂商们的痛点，赋能其智能化升级，优艾智合选择用软硬件结合的整体智能物流解决方案切入。

在硬件方面，优艾智合聚焦半导体制造行业，为晶圆厂、封测厂等打造出了能够满足全流程搬运和产线对接操作的各类复合型移动机器人形态，打通不同工艺流程之间的物质流，实现物料在各个车间、机台的自动转运或自动上下料，解决人工作业带来的效率低下和产品良品率低的问题。

在软件方面，优艾智合基于自身硬件以及客户场景开发的YOUI Pilot、YOUI Fleet、YOUI TMS三层软件系统能够将产线的需求转化为机器人系统的订单，进而转化为机器人的调度和执行指令，深度融合客户的生产流程及MES、MOM等信息化系统，打通厂内各生产环节的数据流，辅助企业科学生产决策。

这套软硬件共建的方案，一方面，实现了物流自动化，使整个物料安全稳定地在生产中的各个生产设备之间流转。另一方面，实现了生产信息化，即系统性整合连接各离散终端机台或零散的子系统，使生产过程中的物质流与数据流彻底打通，真正实现工厂的智能化升级。

在需求集中爆发的芯片上游晶圆生产中，优艾智合正通过一体化的物流解决方案解决生产痛点。

某全球知名晶圆厂的晶圆无尘车间中，以往由多名工人进行晶圆盒的转运工作，人工操作过程中的效率及稳定性无法满足需求扩张下的产能需求，且人员的流动、岗位调换等因素为生产节拍的稳定性带来不利影响。

该厂一直寻求通过物流自动化以提高生产效率，但由于该厂晶圆盒尺寸特殊，市场上难有合适的移动机器人投入协助自动化生产。优艾智合在了解该厂的特殊需求后，派专业技术团队与该厂进行多轮沟通，理解客户诉求，并针对性地打造出一套完整的物流解决方案，解决该厂人工转运效率低等痛点，助力晶圆产能提升。

优艾智合应用7台满足Class 1级别车间环境要求的复合操作机器人进行多机协同配合，执行晶圆盒的自主搬运及上下料，应用软件系统打通工厂内晶圆流转过程中的物质流与数据流。在实现晶圆盒的无人化转运和精准上下料的同时，减小无尘车间污染风险，降低50％人工震动所致晶圆破裂风险，良品率极大提升。机器人作业高度覆盖0．3－2．5米，提高电子料架利用率66％，整厂实现了2％的效率提升。

目前，优艾智合已布局半导体产业链的多个环节，从上游的晶圆制造、芯片封测，以及各种光电器件、传感器、分立器件的制造，再到下游的SMT、模组加工，以及最后的组装环节。包括海内外的多家国际知名半导体厂已成功引入了优艾智合解决方案以提升自动化。

“优艾智合的半导体事业部团队均为有着深厚业内经验的行业专家，这使得优艾智合能够更深入理解客户痛点和诉求，并且能够根据需求迅速响应。”黄建龙表示。优艾智合也因此能够在与国际企业同台竞技时获得明显优势。

黄建龙回忆，优艾智合切入半导体行业之初，在参与华东区某知名晶圆厂商竞标时，原本在体量和项目经验上不占优势，团队在客户现场跑了5个月聆听诉求不断优化解决方案，最终在效能、传送等一系列测试中数据位列第一，赢得了客户的认可，并以此积攒了良好的行业口碑。

物流智能化升级势在必行

从汽车芯片缺货开始，到半导体设备乃至二手设备，再到上游的基板材料短缺，全产业链缺货潮“一环接一环”。

连续的“缺芯”正在影响越来越多的行业，一项民意调查显示，8月份83％的公司受到影响，高于4月份的65％。

国产芯片出现了黄金爆发时期，各大企业纷纷入局半导体，全面加速布局。

尽管多家芯片厂商已经有了提升产能的计划，芯片建厂风潮也一度狂热，但受制于技术、人才、工艺流程等复杂的因素，黄建龙判断，新的产能注入到行业里，至少需要2～3年。

意法半导体首席执行官Chery也表示，全球芯片短缺将持续到 2023 年上半年。AMD首席执行官Lisa Su也预计 AMD 的芯片供应将在今年剩余时间内“吃紧”，但预计在 2022 年会有所缓解。

“而国内想要打造半导体完整闭环的生态链，最少需要5年时间，放到全球半导体环境下，至少有10年时间我们都是追赶者的角色。“这对于优艾智合来说，无疑是一个历史性的机遇，当芯片成为这个新时代的”石油“，成为国家战略物资，行业智能化转型势在必行，移动操作机器人已经成为主流诉求。

加上2020年5G商用元年到来，5G网络大带宽eMBB的特性能够允许移动机器人释放本地算力，采用云化的计算方式，进而以更低的成本调用更强的AI能力；同时5G低时延URLLC特性可以让机器人可以被远程控制，执行各类操作，增强了移动机器人在场景中智能化升级的深度。

未来，优艾智合也将继续布局全产业链客户群，并逐步发展海外半导体市场。黄建龙在采访中说：“半导体是一个赢者全拿的市场，优艾智合也将继续做多做大。“

来源：猎云网