半导体物流自动化AMR技术与厂商盘点

在当今晶圆厂中，自动化技术的飞速发展已经将生产流程推向了一个全新的高度，传统以OHT（天车）为主的AMHS模式正在发生革新，AMR（移动机器人）以柔性高效的物流模式成为先进制程场内物流的主要选择。

在这背后，根植于工业物流自动化场景的AMR技术正在不断演进，从第一代的导轨式机器人，到第三代集群作业的AMR矩阵，AMR正在从硬件性能持续优化的单体设备，转变为半导体整厂智能化系统下的智能因子，迈向机器人软硬件与整厂相关软硬件的融合演进时代。

第一代AMR，也可以说是移动机器人的雏形，它们主要沿着固定的机械轨道或预定路线来实现自身的定位和抓取，缺乏灵活性，而且可能还需要人类操作员监督。

尽管实现了物料的自动化运输，但是第一代移动机器人并没有得到大规模普及，主要原因是半导体洁净空间的造价太昂贵，地面的面积最好是用于放置生产设备，而不是铺设很多轨道占用宝贵的面积。

大约在2015年左右，激光导航技术的成熟为移动机器人带来了很大的提升。通过使用激光导航技术进行定位，第二代机器人彻底摆脱了固定轨道的物理约束，使用内置传感器和摄像头以及先进的软件来识别周围环境，并采取最有效的路线到达目的地，安全地避开障碍物和人员，无需对晶圆厂物理环节进行安装和改造，直接可以在晶圆厂中运行。

不过，第二代与一代AMR在整个系统和硬件层面往往是以任务为主，系统采用单进程线性处理，功能较为单一，无法自主决策处理复杂性的任务，机器人之间也没有太多的交互工作。更准确地来说，第一、二代AMR更多以“自动化设备”的形式呈现。

移动机器人真正迎来大的变革是从第二代向第三代的过程。

随着半导体工厂产线物流自动化需求攀升，局部产线改造开始向完整工序段扩张，随之而来的是，单个工厂内对于AMR的需求数量也增加至百台级，如何在保障生产物流稳定高效的前提下实现大规模AMR的集群调度，是二代AMR亟待突破的技术掣肘。

部分AMR厂商开始跳脱出传统AMR硬件优化的思维，转而以半导体整场物流综合效率提升的全局视角，以集群化重新定义AMR。

如果说第二代机器人突破了导航方式的物理束缚，那么第三代AMR则实现了从单机作业到集群协同的突破。从硬件上来看，大量机器人需要有资源池化的能力，具备多线程的并行处理能力。在这个资源池中，可能同时并发存在成百上千条任务。这个机器人集群的规模大约要达到100多台，相比之下，在二代的时候，数量调度基本不超过20台。

在第三代AMR的协同作业下，半导体生产不再仅满足部分产线或工艺段的改造，而能够从全厂的规划出发，实现整场的物流自动化建设，给企业带来效益提升。

其实自第三代移动机器人开始商用之后，客户更加注重的已经是生产效率，而不仅是一个自动化设备。而深度剖析“综合物流效率”，其影响因素分布在从硬件到整厂智能化系统的全栈范围，既包含机器人软硬件本身，更注重于机器人软硬件与整厂内其他相关软硬件的融合演进。可以期待的是，AMR在未来半导体物流自动化建设中，将引发巨大的物流效率变革。