半导体行业如何轻资产投入破局转型升级

AMR企业想要为半导体客户创造更大价值，不光要满足高效率的自动化物流需求，还在于提供数字化的运营管理支持。

受疫情和国际形势影响，中长期内半导体芯片缺货、供小于求的状况还将延续。而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头等大事。

区别于传统制造，泛半导体行业具备高精细度、高集成度的特征，同时也面临生产过程离散、生产柔性高等挑战。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。而相较于大张旗鼓引入更高规模的生产自动化方案，又或者在已经武装到牙齿的产线上“查漏补缺”，是否存在更经济、更高效、更有弹性的改进方式，无疑是萦绕在众多企业管理者脑海中的疑问。

“粮草先行”，柔性物流赋能柔性生产

兵马未动，粮草先行——工业4.0时代，仓库和各个产线、车间不再是离散的孤岛，与其重仓生产本身，不如提升各环节信息、物料以及制品的流通效率——通过提升仓储、生产物流的效率来促进整体效率的提升。

许多泛半导体行业生产厂家尝试引入AGV（自动导引小车）来实现自动化物流搬运，但由于车间设备集群式分布造成的车间空间紧促、设备对接需求多样等难点，依靠磁条、二维码等物理辅助物实现运行的AGV在实际应用中局限较大；当产线发生调整，AGV如不能及时完成改造部署，甚至会延误生产，造成更大的经济损失——柔性物流又从何谈起？

其实，AGV发展至今已经历了三次技术变革。行业内普遍依据导航方式的不同将其划为：第一代磁导航AGV，第二代二维码/信标导航AGV，以及第三代自然导航AGV，又称AMR（自主移动机器人）。

注：根据导航技术，AMR通常又分为视觉SLAM和激光SLAM两种；因成本和技术成熟度等原因，市面上多为以激光SLAM融合多传感技术的AMR，代表国产品牌有斯坦德机器人，海外品牌有MIR。

AMR使用激光雷达、视觉等多传感器技术感知周围环境；以斯坦德机器人为例，其主要技术特点和优势在于：

不需场地改造即可实现导航：项目部署快（平均小于1周），能根据产线变化灵活调整；

对环境的适应能力强：车间空间局促、通道狭窄、环境动态变化多等情况下亦能高效运行；

智能避障绕障：有人/无人环境均可运行，仓库、产线均适用，人、机共处时安全性更高；

相较引入高成本自动化生产设备集群，AMR导入成本低，投资回报快（12-15个月）等。

此外种种特点让AMR在提高物流自动化的基础上更加适应柔性生产的需要，近几年也受到了除半导体以外，诸如3C、光伏、锂电等行业的广泛青睐。

大势所趋，AMR助力自动化与信息化同步提升

根据新战略移动机器人产业研究所预测，未来五年工业应用移动机器人（AGV/AMR）销售的复合增长率将保持在20%左右。考虑到技术进步带来的每年约5%的降价水平，中国移动机器人市场将在2022年超过100亿元，具有巨大的产业发展空间。

而主要增长来源为人力成本的不断增长，对生产效率和要求的不断提高，以及更多新兴行业的应用普及。2020年，我国电子信息制造业“逆势增长”，规上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%；降本增效仍是众多行业企业追逐的话题，许多半导体企业也已开始柔性物流的引入布局。

据斯坦德机器人分析，以半导体封测为例，常见的AMR应用场景有：晶圆盒搬运与上下料，制程间弹夹搬运与上下料，辅料配送等等；其中搬运配送主要通过AMR搭载顶升背负装置对料车或移动料仓进行移载来实现，上下料则可通过AMR搭载协作机械臂而成的复合机器人来完成。

但是，AMR企业想要为半导体客户创造更大价值，不光要满足高效率的自动化物流需求，还在于提供数字化的运营管理支持。

不少OSAT厂商在进一步自动化改造过程中通常会面临这些挑战：部分设备并非为适应自动化材料处理而设计，难以实现WIP的自动化管理以及数据的读取；部分工厂没有配备自动化所需的基础设施（旧设备不符合SECS/GEM标准等）；同时还存在托盘、magazine等载具差异化大等问题。因此，对于半导体行业来说，一家优质的AMR供应商还需要具备强大的软件系统能力及自动化方案集成能力。

以斯坦德为例，其机器人调度管理系统不仅保证了机器人的高效协同运行，还能与企业的MES，ERP等业务系统及中控管理系统进行无缝对接，通过用户友好的操作界面将物料位置、物流/生产任务等信息进行可视化，助力生产决策及流程的优化，实现自动化与信息化的同步提升。

编辑：jq