AMHS国产替代，还需要经验丰富的企业主导

如果让你在芯片生产全流程设备中选出一个让它发生故障，能对生产造成最严重的影响，你会选什么？
 
相信大部分人都会选择光刻机、刻蚀机等高价值前道设备，毕竟没有这些，芯片生产就会在这中断，但后续流程仍旧会正常运行。要说一个故障甚至阻塞，能影响晶圆厂全线生产，甚至造成全流程中断的，还要是AMHS系统，准确来说，是晶圆厂上空数百到数千辆的天车。
 
AMHS是一个比较“小众”的行业，全称是Automatic Material Handling System，即自动物料搬送系统。它不仅承载着晶圆、硅片、光罩等生产材料的自动化运输任务，还通过精准的物料管理和高效的物流调度，保证Fab厂的生产线持续高效运转，其中OHT，我们通常称为天车的设备，是系统中的核心。
 
作为半导体从业人员，我曾进入多家Fab厂中深度学习参观，对AMHS系统也有了较深的理解。目前该领域目前绝大部分市场仍旧被牢牢握在几家日本厂商手里，国产替代仍旧处于起步阶段，仅有少数的几家企业拥有导入先例。
 
一个月前黎巴嫩BB机爆炸以及随之而来公众对于苹果手机电池的质疑，让国产替代再次登上热搜，很多朋友也曾问过我AMHS的国产替代是否有大量机会，作为真正和这个行业打过交道的人，我想先说一句：AMHS国产替代，真的没那么简单。这个行业，太吃经验了！
 
为什么说AMHS国产替代难

 

【事故现场还原图片，某企业天车四根皮带断裂】

 
要知道，晶圆制造是一个高度复杂且极度精细的过程，包含了从晶圆切片、清洗、光刻、蚀刻、沉积、金属化到封装测试的多个关键步骤。在这一过程中，AMHS负责将各种生产材料从一个工序精准运输到下一个工序。据SEMI统计，每一个生产周期中，晶圆要经过数百次的移动，而这些移动几乎完全依赖AMHS完成。如果AMHS出现故障，晶圆无法被及时运输到下一工序，整个生产线将停滞。
 
晶圆处于不稳定环境下的时间越长，其良品率就会越低，甚至会导致整批晶圆报废，给Fab厂带来不可挽回的损失。假如这次履带断裂发生在蚀刻或沉积等关键工序中，如果晶圆未能按时被转移，表面的微结构可能受到氧化、污染等影响，直接影响芯片性能。因此，AMHS的稳定运行不仅关乎生产效率，还直接影响到最终产品的质量。
 
VLSI的数据表示，在半导体制造的各个阶段，AMHS系统的故障每次都可能引发价值百万美元的损失，而生产中断带来的间接损失更是难以估量。尤其是在目前Fab厂追求高稼动率的背景下，哪怕是几分钟的AMHS系统中断，都可能导致晶圆在敏感环境下的时间超标，最终带来的是整个生产计划的推翻与大量的重新调度。这次天车履带问题便是一个典型的例子，履带损坏直接导致Fab厂的天车无法正常运行，生产线被迫停产数天，带来的不仅是时间的浪费，生产效率的大幅降低，还使得客户对产品质量和稳定性的信心受挫。
 
从正常的生产节奏来看，晶圆制造的每个流程都有其严格的时间要求，AMHS的稳定性决定了这些流程能否有序衔接。比如光刻之后的晶圆必须在特定时间内完成蚀刻，延误会导致晶圆表面的光刻胶失效。而在封装测试阶段，若AMHS故障，测试结果延迟反馈，出货时间将大幅推迟。这种生产中断不仅会影响单批次的生产，还可能使得整个Fab厂的生产计划被迫重新调整，进而影响到整条供应链的正常运转。
 
经验至上的AMHS行业

AMHS的复杂性往往不局限于机械和电子系统的设计上，反而是实际应用与导入经验，尤其在与Fab厂生产工艺的深度融合能力上，对于生产效率影响更多。也就是说，AMHS厂商不仅需要懂得如何设计一套自动化系统，更重要的是，如何让这套系统在极端复杂的生产环境中实现长期稳定运行。
 
如今的AMHS设计中已经引入了大量仿真技术，但这些还远远达不到EDA工具在芯片设计中所起到的仿真模拟作用。宏观视角看，AMHS涉及整个天车的运行逻辑、轨道设计以及物料调度，而在微观层面，从天车的电缆布线、分立器件的排布到电机和传感器的选型，任何一个环节的设计缺陷都可能导致系统的不稳定运行。

【AMHS流程模拟图】

相信这次履带损坏能为AMHS国产替代提供重要教训，因为这一问题并非技术层面的创新不足，而是经验不足导致设计中的瑕疵没有被及时发现并解决。没有足够实际运行经验的厂商，即使拥有最先进的技术，在遇到复杂且高强度的生产环境时也可能出现各种意想不到的问题，而这些问题往往会在实际生产中以更大的代价暴露出来。
 
国产替代还要走多久

近年来，国内半导体行业大力推动AMHS的国产替代，力争减少对外部供应链的依赖。然而，国产替代并不是简单的技术复制和模仿，它是一个长期的技术积累和经验沉淀的过程。虽然国内一些厂商在技术研发上取得了显著进展，但与村田、大福等国际领先企业相比，仍存在较明显的经验差距。
 
根据IC Insight报告分析，全球顶尖的AMHS供应商在Fab厂中已积累了数十年的实战经验，不仅对各类复杂生产流程了如指掌，还能迅速应对生产中出现的突发情况。这种经验是国内很多新兴企业所缺乏的。在推动国产替代的过程中，我们不能一味追求低成本或短期效益，必须优先选择那些在国内外拥有大量经验的企业，确保国产AMHS系统在实际应用中的稳定性和可靠性。
 
总而言之，国产AMHS替代的道路还需脚踏实地推进，经验的积累远比技术突破更加重要。也只有那些拥有深厚经验、能与国际标准对标的企业，才能在这场国产替代的浪潮中立足，真正引领行业前进。