南京天车:突破国际垄断,彰显自主创新力量

11-13 06:39

天车,对于不熟悉半导体领域的人而言,是个陌生名词;但在熟悉半导体领域的人眼中,它是令人艳羡的神器。

表面上,天车只是用于搬运大尺寸晶圆的运输车及背后的运输系统。可实际上,其复杂和精细程度超乎想象。这个看似简单的搬运系统,是半导体晶圆厂至关重要的技术创新,堪称晶圆厂的“大动脉”。

目前,全球天车系统99%被日本大福和村田两家公司垄断。多数国内厂商与国际产品差距较大,核心关键基本依赖外采,几乎没有一家能拿出高端产品对标日系。

不过,中国人向来不服输。在南京江宁区,江苏道达智能科技有限公司悄然崛起。该公司交付给客户的国产半导体OHT天车速度达5.3米/秒,核心指标比肩国际一流,这就是他们的底气。在国际厂商垄断的局面下,已能看到希望的曙光。

天车为何长期被国际厂商垄断

天车确实太过先进。AMHS系统,即天车系统,随着晶圆厂产能规模扩大、工艺流程复杂化以及对洁净度的极致要求,不占地面空间、在车间上空轨道运行的天车方案,逐渐成为行业标配,以满足高产能、高稳定、高洁净室的需求。

天车有五个显著特点:一是路网密,在0.5平方公里面积里,轨道上速度超50码,相当于1.2倍的马拉松速度;二是交通忙,头顶一般有2000 + 台天车运行,日搬运晶圆数量超1300万片,相当于1.3倍的上海地铁日客流量;三是速度快,每秒5.3米的高速直行,1米/秒的转弯速度,10秒内完成4米的升降取物操作;四是指标精,行走定位精度正负1mm,洁净等级达到Class100;五是价值高,每台天车价值相当于一辆宝马7系,搭载的晶圆价值数十万到数百万元。

这些特点叠加,使天车系统成为半导体自动化领域最复杂的控制系统,堪称L5级的无人驾驶。这也导致天车成为目前国产半导体领域唯二没有上市企业的装备,另一个是光刻机。

要打破国际厂商的垄断,关键在于修炼好自身内功。

国产天车系统的里程碑

道达智能科技成立于2017年,总部位于南京江宁区。由于原本从事工厂自动化,他们更早察觉到天车市场的机遇。

为加大研发投入,他们的办公楼十分简朴,办公场地被改造成600米的全场景测试轨道,这是国内最大的测试轨道。

他们最新研发的“麒麟”天车,将快、稳、准这三个看似相悖的要素有机结合。在5.3米/秒的行进速度下,能把刹停的振动控制在0.3G以下,同时精准对接送料口,误差不超过1mm。这就如同把一辆L5级别的无人驾驶汽车放在天上开,车里载着当下最薄最脆的晶圆,依次通过2000道工序。该公司先是荣获江苏省潜在独角兽、省专精特新称号,最近又拿下国家专精特新“小巨人”。

当然,技术过硬只是首要条件。这个行业存在一个潜规则,也是国际厂商长期垄断的“秘密”。晶圆厂采用7×24小时不间断生产模式,通常部署几百台天车,大型晶圆厂单日搬运频次约40万次甚至更高。在如此高强度、高密度的运行环境下,晶圆大厂最关注的就是“稳定”。这意味着,一旦采用了某家的天车系统,就轻易不会更换。这对所有国产天车厂商来说,是必须面对的生存困局。

道达智能科技没有坐以待毙,而是在武汉打开了局面。投资超200亿元的长飞先进武汉基地,主要聚焦第三代半导体功率器件研发与生产,道达智能科技已实现量产交付,轨道长度3500米,天车数量150台,其中70台正在运行。虽然数量不算多,但意义重大。这是当前国产供应商在前道晶圆制造厂的最大体量整厂区域AMHS交付项目,在天车数量、轨道长度、整厂全区域等方面,均是国产天车系统的里程碑。

其实,以道达智能科技目前的能力,其WPS非接触式供电系统是OHT厂商唯一自研量产的,OHT自主实时系统通过FPGA实现核心软件控制算法,大规模集中控制系统能实现超过1000台天车的集中控制调度以及毫秒级的路径规划,完全可以承担更多项目。只是需要一个开端、一个机会和更多时间。所幸,这一切正在逐步实现。

一台机器人能被“玩”出花

天车本质上是特种机器人。而南京江宁,是机器人产业强区。

在江宁,机器人产业发展得有声有色。既有埃斯顿(7年中国市场国产品牌出货量第一)、汇川技术(年产40万台/套机器人)两大行业龙头,也有一批单项冠军、“小巨人”、瞪羚、独角兽等“小而精”企业各展所长。

泉峰科技的除草机器人、领鹊科技的建筑机器人市场反响良好;南传智能投资建设关节减速机生产项目,预计年产RV齿轮箱6万台;神源生科技凭借一块六维力传感器,获得科技部子基金的融资;因克斯去年的机器人关节模组出货量超过1万台,领跑国内同行。此外,江宁还有省工业机器人及智能制造系统工程研究中心等机器人相关领域的省级研发创新平台14个、新型研发机构3家,区域内几大头部高校基本开设相关专业。

2022年,靠做工业控制软件起家的道达智能科技离开待了5年的昆山,来到江宁设立总部,并在此完成产品转型,向价值链更高处迈进。新一代的“麒麟天车”就是在南京原生研发的。

道达智能科技做出原型机后,面临进一步的核心技术攻关。来到南京两年多,他们和江宁开发区内的东南、南航、河海等一批理工科院校陆续建立了联合攻关机制。事实证明,他们来南京是正确的选择。

一辆南京天车,不仅是了解中国半导体突围之路的窗口,更是一堂关于“技术革命与商业落地”的实战课程。从洁净车间里飞驰的天车,到算法中枢中跳动的数据,我们相信会有更多企业用硬核实力证明:自主创新者终将突围。

内容来源|奔流财经社

图片来源|道达智能科技

原标题:《南 京 天 车》

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