芯片(集成电路)制造就是在硅片上雕刻复杂电路和电子元器件(利用薄膜沉积、光刻、刻蚀等工艺),同时把需要的部分改造成有源器件(利用离子注入等)。芯片的制造过程可以分为前道工艺和后道工艺。前道是指晶圆制造厂的加工过程,在空白的硅片完成电路的加工,出厂产品依然是完整的圆形硅片。后道是指封装和测试的过程,在封测厂中将圆形的硅片切割成单独的芯片颗粒,完成外壳的封装,最后完成终端测试,出厂为芯片成品。

  半导体芯片制造流程复杂,生产工序达上千道,制作过程技术要求较高。随着技术的发展,市场对半导体芯片生产技术要求进一步提高,不同生产工序之间的搬运需求衍生出了半导体搬运设备行业的生存空间。

  半导体晶圆搬运设备是指通过机器自动搬运,将晶圆从工序A的晶圆盒子或容器中移动道工序B的晶圆盒子或容器中。在这个过程中,晶圆储片盒或容器中的晶圆被高速地、清洁地搬运和处理。

  狭义来说,半导体晶圆搬运设备只指单一半导体自动搬运机器,广义来说半导体搬运设备应当为半导体自动物料搬运系统。半导体晶圆搬运设备经常会与半导体自动物料搬运系统(AMHS)混淆,详细概念辨析情况如下:

  半导体晶圆厂按功能不同可分为两种型态,一为晶圆代工(Foundry Fab),其生产策略为客户下单后按其交货期来投片。另一为单一产品如DRAM、SRAM厂,生产策略为大量投片,大量产出。不论是哪种晶圆生产厂,其晶圆生产的流程和生产区域部件基本一致。

  由于本文中的半导体晶圆搬运设备主要应用于半导体晶圆制造厂内,因此前瞻在本小节就半导体芯片前道工艺流程进行详细阐述。这些流程经过不断重复加工,直至最终完成产品,在经过电性测试合格后,出货给下游客户。在重复的过程中,各个环节之间晶圆运输的高效和洁净对成品的品质影响巨大。

  一般来说,半导体晶圆厂设计结构为长方形,中间为走廊,AMHS以及晶圆储存设备主要布局在中间走廊以方便各个区域使用。走廊两侧则依次为半导体相关制作车间。

  在半导体晶圆厂生产中,光刻和蚀刻占据半导体晶圆厂生产较大区域,通常分别占比23%和20%。AMHS系统布局虽然只占5%,但其是每个晶圆厂生产建设必不可少的重要领域。

  综合上述分析,不难看出半导体晶圆搬运行业在半导体晶圆厂建设的重要性。一直以来,在半导体生产过程中光刻机、蚀刻机等相关设备受到广泛关注,但作为保障晶圆厂高效平稳运行的半导体晶圆搬运设备,市场关注程度相对有限,因此半导体晶圆搬运设备行业在半导体晶圆厂建设领域是不可或缺的“小透明”。

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