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【摘要】国内晶圆搬运机器人行业在自动化改革道路上面临多重挑战,技术缺陷、市场变化以及周期性波动等问题凸显。

尽管自动化解决方案对于企业很重要,但国内企业在技术和经验上仍有不足。

这其中,手握优渥资源的优艾智合从物流行业跨行至半导体,做出了不错的成绩,相当程度上代表了一批耕耘晶圆搬运机器人等半导体自动化设备公司。不过,这部分公司往往依赖外部合作,在核心技术和自研能力上仍需打磨时间。

面对全球半导体产业的快速发展,如何持续打磨产品,珍惜来之不易的行业信任,极其依赖各家厂商思考下的谨慎选择。

以下是正文:

晶圆厂自动化是半导体行业的重中之重,看似简单机械的设备中,实际握紧了半导体的“精度”命脉,稍有不慎,信任就会被精度击碎。

可靠消息称,在优艾智合与绍兴某车规级晶圆代工厂(简称该绍兴Fab)的合作中,优艾智合的机器人曾发生晶圆摔落事故。

不同于如包装材料之类的一般货物,芯片由无数精密的电路构成,一旦摔落,其损伤难以修复。

虽然因为两家企业管理层的良好关系,合作得以延续,不过该绍兴Fab的品控却因此受到了负面影响,也不得不通过赔付客户以消除影响。受制于搬运机器人品控的稳定性,之后在应对上级视察时,其也常常选择含糊过去。

从国内晶圆搬运机器人行业和晶圆厂自动化的历程中看去,技术缺陷、发展坎坷都是必然的,更重要且难做的是如何找到问题并解决问题。

01

现实压力推动国内企业选择机器人

首先吸引国内企业效仿的是德州仪器的成功案例。

早前,德州仪器通过采购机器人,使用自动化系统替代人力,在自动化控制方面形成了显著的竞争优势。截至目前,这种策略在满足降本条件下提高了生产效率,还确保了产品的高质量和一致性。这一背景下,国内企业也开始走向自动化改革的道路。

除此之外,强大的现实压力也是一个重要因素。

芯片制造业往往具有显著的周期性波动特点。在鼎盛时期,产能紧张,人力满负荷运转,人才短缺是行业焦点。然而,随着周期的调整,产能过剩,企业开始裁员,就业环境恶化,人才缺口问题逐渐淡化。这种周期性的波动不仅影响企业的生产计划和盈利能力,也给员工带来了不稳定因素。

以通富、华天、长电封测三巨头为例。产能利用率攀升,人力资源紧张,就积极招募新员工。产能利用率下降,产能过剩,就需要考虑裁员和给员工放假。

不仅如此,封测公司还需要综合权衡招人成本、人员流动带来的额外成本以及社保支出等因素,这对企业的成本控制带来了困难。

基于此,探索自动化解决方案就成了一个水到渠成的选择。

当前,晶圆厂实现自动化有多种途径。天车和搬运机器人都是比较典型的解决方案。但对很多已经建成的厂来说,工厂的空间布局已经定型,采用天车必会面临巨额成本,因此市面上产生了对搬运机器人的需求。

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机器人作为固定资产,不会受到行业内人力相关周期的影响,这也有助于相关企业在成本控制等多个方面追赶国际先进企业的步伐。

一场自动化的合作梦就此展开。

02

晶圆搬运机器人国产化的曲折历程

晶圆搬运机器人的相关需求吸引了国内诸多高新企业的入局,而优艾智合则是重要的代表性玩家之一。

成立于2017年的优艾智合,目前已完成8轮融资。最新一笔为B系列融资,发生在2021年,融资金额超3亿人民币,投资方为熙诚金睿、IDG资本、松禾资本、海纳亚洲创投基金、蓝驰创投、软硬亚洲和HAX Accelerator(HA)。

屡次受到资本方青睐的优艾智合必然有其过人之处,其高管团队中,无论是CEO张朝晖还是首席科学家/顾问梅雪松都在机器人领域浸润多年,VP及合伙人郑昊也有着20年企业级系统经验。

但相较于其它友商,优艾智合高管团队中唯一缺少的,是来自半导体行业的资深专家。据知情人士透露,目前仅有销售团队具有半导体行业背景。这意味着优艾智合在渠道资源挖掘以及晶圆厂技术积累方面要比友商付出更大的努力。

有关人士表示,在半导体设备材料领域,特别是涉及晶圆制造的专业创业公司,团队通常需要具备深厚的行业经验和专业知识。

尤其是在晶圆搬运机器人的研发与生产中,半导体背景知识是不可或缺的。晶圆厂的空间紧凑,对机器人的路径规划、算法能力以及安全可靠性有着极高的要求。这种复杂性不仅在于环境本身,更在于与众多设备的交互与适配。

因此,一个具备深厚半导体背景的团队,意味着更准确地把握晶圆厂的实际需求,确保机器人的高效、稳定运行。

一些国内机器人供应商的产品之所以能够受到国内外头部晶圆厂的青睐,关键就在于拥有一个专注于半导体领域的团队。他们不仅熟悉晶圆厂的各种设备,还具备丰富的行业经验,能够为用户提供量身定制的解决方案。

对于晶圆搬运机器人来说,算法软件和机械臂包含的技术含量比底盘更高。

相比之下,国内的一些晶圆搬运机器人企业在技术上往往依赖于外部合作。

虽然他们可能从第三方购买到机械臂,但外采难免会碰到一些次品,还是需要质量检测及筛选。这种技术依赖,使得企业在面对市场变化和技术升级时显得力不从心。

先做技术上更加简单的底盘部分,再靠集成其它企业的机械臂,短时间看是省事,但由于没有机械臂的核心技术,久而久之,就出现了“卡脖子”问题。

相比之下,自研相关技术的推进速度确实很慢,但更容易贴合晶圆厂自动化发展实际,上限更高。

据悉,优艾智合在与泰瑞达一家子公司的合作中曾闹出乌龙,其宣传内容与实际合作内容不符,引发外界争议。

优艾智合近期与泰瑞达旗下的一家子公司优傲机器人(优傲,UR cobot)达成了战略合作。

泰瑞达是一家知名的外资芯片测试设备制造商,旗下拥有两家机器人公司UR cobot(优傲)和MiR(自主移动机器人)。

此前,泰瑞达的机器人业务在物流搬运巡检领域具备一定建树,对于进军晶圆搬运业务有一定优势。

但物流搬运机器人与晶圆搬运机器人存在着区别。首先,两者搬运的物体不同,这决定着两类搬运机器人的技术难度不同。由于搬运的是更加脆弱的晶圆,在技术和精力上花费更大。

而前期投入的不同,也相应导致了两者的单价存在差别。

彼时,优艾智合宣称获得了超过100台海外晶圆搬运复合机器人订单。复合机器人意味着优艾智合向客户直接出货整机产品。

机器人行业有垂直整合与平行整合两种模式,垂直整合意味着机器人公司自研、自产机械臂、底盘等关键零部件并自行销售,平行整合意味着机器人公司外购机械臂等关键零部件,通过其他合作伙伴的渠道出货。两种模式并无优劣之分,能够为客户提供总体最优的产品是根本。

鉴于在机械臂领域的产品优势,优傲找到优艾智合寻求合作,希望优艾智合能集成优傲的机械臂产品提供给客户。双方签订了一个合作协议,共同进行战略合作,优艾智合在对外宣传中强调,将借助泰瑞达机器人(又一公司主体)的品牌影响力和海外渠道,将产品推向海外半导体市场。

这一合作新闻随即引发了泰瑞达另一家子公司MiR(自主移动机器人)的关注,并寻求解释。随后,优艾智合在微信公众号上删除了该合作新闻。

一位知情人士透露,前述海外订单不是复合机器人,只是一般的滚筒AGV机器人,因而也就无从谈起对机械臂的外采需求。

这一乌龙事件影射出半导体行业(尤其是国内市场)的信任是很难建立的,因此就更不该被随意消耗。

无论是半导体行业背景、还是与晶圆制造设备相适配的解决方案、又或者是务实的合作态度等因素,都极大影响了晶圆搬运机器人企业的成功与否。

03

自动化与国产化如何实现双螺旋正循环发展?

随着全球半导体产业的快速发展,晶圆制造业自动化与半导体设备国产化的路线正在逐渐靠拢。两者间若能形成双螺旋正循环,一方面有助于提升晶圆制造业的生产效率和产品质量,另一方面也推动了国产设备在国际市场上的竞争力。

自动化是应对芯片制造业周期性波动的重要手段,可以说是企业应对产能不足或过剩问题中的必经环节。

进一步说,晶圆制造业自动化能够助力半导体设备国产化发展。

但值得注意的是,在半导体设备国产化方面,市场化原则仍是重要因素,如何鼓励和支持国产设备的发展,同时激发市场真实需求,打造真实符合市场需求的产品,对企业至关重要。

基于此,国产设备企业实际要注意技术研发、产品质量、售后服务的黄金三角。尽管行业周期性艰难,但度过周期的方法依然区分着不同企业。

如何持续打磨产品,珍惜来之不易的行业信任,决定着各家厂商最终能够走到的高度。