半导体行业焦虑Top1:如何投资轻资产,打破转型

AGV机器人 43℃ 0

受疫情和国际形势影响,中长期半导体芯片短缺和供应短缺仍将持续。如何进一步释放现有产能,提高生产效率,一直是整个产业链的重中之重。

与传统制造业不同,泛半导体产业具有高精度、高集成度的特点,同时面临生产过程离散化、生产柔性高的挑战。因此,半导体相关制造企业的生产自动化水平远高于一般企业。相比于大张旗鼓地推出更高规模的生产自动化方案,或者在已经武装到牙齿的生产线上“查漏补缺”,是否有更经济、高效、灵活的改进方法,无疑是困扰很多企业管理者的问题。

 

 
“粮草先行”,柔性物流赋能柔性生产。

 

在工业4.0时代,仓库、生产线和车间不再是离散的孤岛。与其把重仓放在生产本身,不如提高信息、物料和产品在各个环节的流通效率——通过提高仓储和生产物流的效率来促进整体效率。

泛半导体行业的很多厂商都尝试过引入AGV(自动导引车)来实现自动化物流搬运。但由于车间设备集群分布,存在车间空紧张、设备对接要求多样等诸多困难。而依靠磁条、二维码等物理辅助手段实现其操作的AGV在实际应用中受到限制。生产线调整时,如果AGV不能及时完成改造部署,甚至会耽误生产,造成更大的经济损失——哪里谈得上柔性物流?

实际上,AGV自发展以来经历了三次技术变革。根据导航方式的不同,业界一般将其分为第一代磁导航AGV、第二代二维码/信标导航AGV、第三代自然导航AGV,也称AMR (Autonomous Mobile Robot)。

注:根据导航技术,AMR通常分为视觉SLAM和激光SLAM。出于成本和技术成熟的原因,市场上广泛采用了具有激光SLAM和多传感器技术的AMR,代表了Stender Robot等国产品牌和MIR等海外品牌。

AMR使用激光雷达和视觉等多传感器技术来感知周围环境。以Stender机器人为例,其主要技术特点和优势如下:

无需场地改造即可实现导航:项目部署快(平均不到1周),可根据生产线变化灵活调整;

对环境的适应能力强:车间空能在房间狭小、通道狭窄、环境动态变化多的条件下高效运行;

智能避障避障:可在有人/无人环境下操作,适用于仓库、生产线,人机共存时更安全;

与引入高成本自动化生产设备集群相比,AMR成本更低,投资回报更快(12-15个月)。

此外,各种特性使得AMR在提高物流自动化的基础上适应柔性生产的需求。近年来,AMR也受到半导体以外的行业的广泛青睐,如3C、光伏和锂电池。

 

时代潮流,AMR助力自动化和信息化同步提升。

据新战略移动机器人产业研究院预测,未来五年工业应用移动机器人(AGV/AMR)销量复合增长率将保持在20%左右。考虑到技术进步带来的每年5%左右的降价水平,2022年中国移动机器人市场规模将超过100亿元,产业发展规模巨大空。增长的主要来源是劳动力成本的不断增加,生产效率和要求的不断提高,以及在更多新兴行业的应用普及。2020年,中国电子信息制造业“逆势增长”。电子信息制造业增加值同比增长7.7%,营收同比增长8.3%,利润总额同比增长17.2%。降本增效仍然是很多工业企业追求的话题,很多半导体企业已经开始引入柔性物流。

据Steiner机器人分析,以半导体封装测试为例,常见的AMR应用场景包括:晶圆盒搬运及装卸、制程间料盒搬运及装卸、配件配送等。其中,搬运和配送主要通过AMR搬运提升和搬运装置来移动装载车或移动料仓来实现,装卸可以通过AMR搬运协作机械臂来完成。

斯坦德机器人案例地图。

 

然而,AMR企业想要为半导体客户创造更多价值,不仅要满足高效自动化物流的需求,还要提供数字化运营管理支持。

很多OSAT厂商在进一步自动化改造的过程中经常面临这些挑战:部分设备设计不适应自动化物料处理,难以实现在制品的自动化管理和数据的读取;一些工厂没有配备必要的自动化基础设施(旧设备不符合SECS/创业板标准等)。);同时也存在一些问题,如托盘、料盒等载体差异较大。因此,对于半导体行业来说,一家优质的AMR供应商也需要强大的软件系统能力和自动化解决方案集成能力。

斯坦纳机器人的FMS系统界面。

 

以Stander为例,其机器人调度管理系统不仅保证了机器人的高效协同作业,还与企业的MES、ERP等业务系统和中控管理系统无缝对接,通过用户友好的操作界面将物料位置、物流/生产任务等信息可视化,帮助优化生产决策和流程,实现自动化和信息化的同步推进。

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