पर प्रकाशित: 22 जून, 2025 / अपडेट से: 22 जून, 2025 - लेखक: कोनराड वोल्फेंस्टीन
अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनिक्स विनिर्माण में स्वचालन समाधान- छवि: Xpert.Digital
लागत दबाव से प्रतिस्पर्धात्मक लाभ तक: चिप उत्पादन में एक गमूचेंजर के रूप में स्वचालन
अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन में स्वचालन समाधान
अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग एक तकनीकी क्रांति के माध्यम से जाता है जो उन्नत स्वचालन समाधानों द्वारा संचालित होता है। यह विकास महत्वपूर्ण महत्व का है क्योंकि सटीक, दक्षता और उत्पाद की गुणवत्ता के लिए आवश्यकताएं लगातार बढ़ती हैं जबकि लागत को एक ही समय में कम करना पड़ता है। चल रहे एआई बूम और उच्च-प्रदर्शन अर्धचालकों की बढ़ती मांग के साथ, स्वचालन पूरे उद्योग के लिए एक रणनीतिक अनिवार्यता बन जाता है।
वर्तमान बाजार विकास और रुझान
2025 के लिए विकास का पूर्वानुमान
अर्धचालक उद्योग एक असाधारण विकास वर्ष का सामना करता है। 2025 के लिए, बाजार शोधकर्ता 15 प्रतिशत से अधिक की वृद्धि की भविष्यवाणी करते हैं, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता और उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग की बढ़ती मांग से प्रेरित हैं। वैश्विक अर्धचालक बाजार 2025 में $ 716.7 बिलियन की मात्रा तक पहुंचना है, जो 2024 की तुलना में 13.8 प्रतिशत की वृद्धि से मेल खाता है।
उत्पादन क्षमताओं का नियोजित विस्तार विशेष रूप से उल्लेखनीय है: 18 नए अर्धचालक कारखानों को 2025 में निर्माण शुरू करना चाहिए, उनमें से अधिकांश 2026 और 2027 के बीच परिचालन में जा रहे हैं। ये निवेश बढ़ती मांग के साथ मुकाबला करते समय स्वचालन की केंद्रीय भूमिका को रेखांकित करते हैं।
तकनीकी चालक
इस विकास के लिए प्रासंगिक चालक कृत्रिम बुद्धिमत्ता है। हाइपरस्केल्स जटिल एआई एल्गोरिदम के विकास में अरबों अमेरिकी डॉलर का निवेश करते हैं, जो विशेष रूप से जीपीयू और उच्च-बैंडविड्थ मेमोरी (एचबीएम) की मांग को बढ़ाता है। एचबीएम टर्नओवर 2024 में 284 प्रतिशत बढ़ने की उम्मीद है।
अर्धचालक उत्पादन में स्वचालन के मुख्य क्षेत्र
वेफर हैंडलिंग और रोबोटिक्स
सिलिकॉन-वेफर्स की सटीक हैंडलिंग अर्धचालक उत्पादन में सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है। आधुनिक वेफर हैंडलिंग रोबोट को सुरक्षित रूप से 40 माइक्रोमीटर की मोटाई और 150 से 300 मिलीमीटर के व्यास के साथ बेहद पतली सिलिकॉन डिस्क का परिवहन करना चाहिए। ये उच्च-फ्रेजाइल सामग्री 1,200 प्रक्रिया चरणों से गुजरती हैं और अक्सर प्रति कैसेट की मध्य-रेंज कार का मूल्य होता है।
वेफर हैंडलिंग के लिए रोबोटिक समाधान निम्नलिखित गुणों की विशेषता है:
- संदूषण-मुक्त हैंडलिंग के लिए वैक्यूम-आधारित ग्रिपिंग सिस्टम
- माइक्रोमीटर रेंज में सटीकता के साथ उच्च -अपीयरिशन स्थिति
- आईएसओ 7 मानकों तक शुद्ध अंतरिक्ष संगतता
- विभिन्न मशीन निर्माताओं के मौजूदा उत्पादन लाइनों में एकीकरण
स्वचालित परीक्षण प्रणाली (एटीई)
स्वचालित परीक्षण प्रणाली सेमीकंडक्टर उत्पादन में गुणवत्ता आश्वासन की रीढ़ बनती है। ये सिस्टम उच्च थ्रूपुट दर के साथ परीक्षणों को सक्षम करते हैं और त्रुटियों का प्रारंभिक पता लगाने को सुनिश्चित करते हैं, जो उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार करता है और यह सुनिश्चित करता है कि सख्त औद्योगिक मानकों को देखा जाए।
ATE सिस्टम का उपयोग अर्धचालक उत्पादन के विभिन्न चरणों में किया जाता है:
- डिजाइन सत्यापन
- उत्पादन परीक्षण
- त्रुटि विश्लेषण
- मोटर वाहन, एयरोस्पेस के साथ-साथ रक्षा उद्योग के लिए उद्योग-विशिष्ट परीक्षण
सफाई मशीन स्वचालन
स्वचालन में स्वचालन के लिए विशेष समाधानों की आवश्यकता होती है जो उच्चतम स्वच्छता मानकों को पूरा करते हैं। आधुनिक सिस्टम जैसे कि स्मार्ट सेमिकन फैब्रिकेशन सिस्टम पैकेजिंग के लिए पॉलिशिंग प्रक्रियाओं के पूरे वेफर उत्पादन के लिए उच्च परिशुद्धता स्वचालन प्रदान करते हैं।
क्लीन रूम ऑटोमेशन की प्रमुख विशेषताएं:
- स्वचालित वेफर मान्यता के लिए कैमरा -आधारित स्थिति प्रणाली
- अधिकतम दक्षता के लिए तेजी से चक्र का समय
- आईएसओ 7 मानक अनुरूपता
- अलग-अलग वेफर आकार (150-300 मिमी) के लिए लचीला अनुकूलन
इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन में स्वचालन
एसएमटी लाइनें और पिक-एंड-प्लेस तकनीक
सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (एसएमटी) लाइनें आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन के केंद्र में हैं। इन उत्पादन लाइनों के स्वचालन में उच्च-सटीक पिक-एंड-प्लेस सिस्टम शामिल हैं, जो सर्किट बोर्डों पर सूक्ष्म घटक रखते हैं। कंप्यूटर विजन सिस्टम सटीक स्थिति को सक्षम करते हैं और मानव त्रुटियों को काफी कम करते हैं।
आधुनिक एसएमटी स्वचालन एकीकृत:
- एआई समर्थन के साथ 3 डी एसपीआई और एओआई सिस्टम
- विश्वसनीय सामग्री प्रवाह के लिए वीगो हैंडलिंग श्रृंखला
- ट्रेसबिलिटी के लिए लेजर मार्कर
- मल्टीक्लैम्प प्रौद्योगिकी के साथ परिशुद्धता प्रिंटर
गुणवत्ता नियंत्रण और निरीक्षण
मशीन लर्निंग द्वारा स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI) में क्रांति ला दी जाती है। नई प्रक्रियाएं छद्म -गुफा दर को काफी कम करती हैं और मैनुअल फॉलो -अप चेक को कम करती हैं। एआई एल्गोरिदम का एकीकरण छद्म और वास्तविक त्रुटियों के बीच एक मजबूत अंतर को सक्षम करता है।
उन्नत निरीक्षण प्रणाली की पेशकश करें:
- स्ट्रिप प्रक्षेपण प्रौद्योगिकी द्वारा 3 डी छवि रिकॉर्डिंग
- 20 माइक्रोन से 150 माइक्रोन तक पेस्ट हाइट्स का मापन
- कणों, पायदान और छेद का पता लगाना
- स्पीड-ऑप्टिमाइज़्ड कैमरा हेड
रिफ्लो नियंत्रण और प्रक्रिया स्वचालन
हल किए गए कनेक्शनों की गुणवत्ता के लिए रिफ्लो स्टोव का सटीक नियंत्रण महत्वपूर्ण है। आधुनिक रिफ्लो कंट्रोलर इष्टतम टांका लगाने के परिणामों को प्राप्त करने के लिए स्वचालित रूप से जटिल तापमान प्रोफाइल की निगरानी और नियंत्रण करते हैं। ये सिस्टम पांच अलग -अलग पैरामीटर सेटों को बचा सकते हैं और विभिन्न टांका लगाने वाले प्रोफाइल के बीच स्वचालित रूप से स्विच कर सकते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन में सहयोगी रोबोटिक्स (COBOTS)
आवेदन और लाभ के क्षेत्र
सहयोगी रोबोट ने इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन में खुद को स्थापित किया है। वे महंगे सुरक्षात्मक उपकरणों के बिना मनुष्यों और मशीनों के बीच सुरक्षित सहयोग को सक्षम करते हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में, कोबोट्स सटीक रूप से विधानसभा और टांका लगाने के काम के साथ -साथ उत्पाद परीक्षण और गुणवत्ता नियंत्रण भी लेते हैं।
विशिष्ट कोबोट अनुप्रयोग:
- वैक्यूम वैक्यूम के साथ चिप टेस्ट
- स्पर्श स्क्रीन डिवाइस परीक्षण
- टांका लगाने वाले सर्किट बोर्ड
- स्वचालित समारोह परीक्षण
- विधानसभा और पैकेजिंग प्रक्रियाएं
अभ्यास से सफलता के उदाहरण
एर्लांगेन में सीमेंस में, 70 से अधिक कोबोट विभिन्न विनिर्माण प्रक्रियाओं को स्वचालित करते हैं। फ्रैंक एलेक्ट्रोनिक कोबोट का उपयोग करके अपनी उत्पादन क्षमता को दोगुना करने में सक्षम था, 430-450 से प्रति शिफ्ट 800 से अधिक उपकरणों तक। ये उदाहरण दक्षता में वृद्धि के लिए सहयोगी रोबोटिक्स की काफी क्षमता को प्रदर्शित करते हैं।
भविष्य कहनेवाला रखरखाव और शर्त निगरानी
महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में स्थिति की निगरानी
अनियोजित सिस्टम स्टैंडस्टिल साइटों को कम करने के लिए भविष्य कहनेवाला रखरखाव प्रमुख कारक बन रहा है। सेमीकंडक्टर उत्पादन में, मंझला में डाउनटाइम लागत 100,000 यूरो प्रति घंटे से अधिक हो सकती है। आधुनिक IoT समाधान शुरुआती क्षति का पता लगाने के लिए ध्वनिक सेंसर और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं।
अभिनव दृष्टिकोण शामिल करें:
- ओवरहेड वाहनों के लिए ध्वनिक विश्लेषक (OHV)
- विघटनकारी कारक का पता लगाने के लिए ड्राइविंग शोर विश्लेषण
- निरंतर राज्य निगरानी के लिए एज-की
- तकनीशियनों के लिए डैशबोर्ड की कल्पना की गई
IoT सेंसर और डेटा अधिग्रहण
IoT सेंसर आधुनिक स्वचालन में एक केंद्रीय भूमिका निभाते हैं। LPWAN, BLE, NFC और WLAN सेंसर विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए सटीक वास्तविक समय डेटा की रिकॉर्डिंग को सक्षम करते हैं। स्वच्छ कमरों में, विशेष सेंसर का उपयोग कणों, तापमान, नमी और हवा के दबाव की निगरानी के लिए किया जाता है।
उद्योग 4.0 और डिजिटल परिवर्तन
भविष्य के बुद्धिमान कारखाने
ड्रेसडेन में बॉश सेमीकंडक्टर प्लांट को उद्योग 4.0 के लिए अग्रणी माना जाता है और यह चिपफेयरिंग के भविष्य को प्रदर्शित करता है। अत्यधिक स्वचालित, पूरी तरह से नेटवर्क फैक्ट्री एकीकृत प्रक्रियाओं और स्व -ऑप्टिमाइज़िंग सिस्टम के साथ कृत्रिम बुद्धिमत्ता के तरीकों को जोड़ती है।
बुद्धिमान अर्धचालक कारखानों की मुख्य विशेषताएं:
- Data -controlled, self -optimizing प्रक्रियाएं
- सभी उत्पादन चरणों की पूरी नेटवर्किंग
- वेफर उत्पादन का एआई-आधारित अनुकूलन
- कच्चे वेफर के दौरान छह सप्ताह तक तैयार माइक्रोचिप
विनिर्माण निष्पादन प्रणालियाँ
MES सिस्टम ERP सिस्टम और उत्पादन स्तर के बीच पुल बनाते हैं। वे वास्तविक -समय की निगरानी और उत्पादन प्रक्रियाओं के नियंत्रण को सक्षम करते हैं, जिसमें संसाधन नियोजन, ऑर्डर प्रोसेसिंग और गुणवत्ता प्रबंधन शामिल हैं। MES सिस्टम का एकीकरण विभिन्न विभागों के बीच सूचना के सहज प्रवाह को बढ़ावा देता है।
नेटवर्क उत्पादन में साइबर सुरक्षा
बढ़ती नेटवर्किंग में महत्वपूर्ण साइबर सुरक्षा चुनौतियां भी हैं। नेटवर्क ऑटोमेशन सिस्टम साइबर हमलों के बढ़ते जोखिम के संपर्क में हैं जो उत्पादन प्रणालियों को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचा सकते हैं।
महत्वपूर्ण सुरक्षा उपायों में शामिल हैं:
- नियमित सिस्टम अपडेट
- हमलों को शामिल करने के लिए नेटवर्क विभाजन
- सुरक्षित प्रमाणीकरण और प्राधिकरण
- साइबर सुरक्षा के लिए कर्मचारी प्रशिक्षण
स्वायत्त रोबोट साफ कमरे और डिजिटल जुड़वाँ विजय प्राप्त करते हैं
मशीन लर्निंग और एआई एकीकरण
मशीन लर्निंग वेफर उत्पादन में दोष में क्रांति लाती है। कन्व्यूशनल न्यूरल नेटवर्क (CNN) और वेवलेट स्कैटरिंग ट्रांसफॉर्मेशन (WST) मॉडल पहले से ही स्वचालित दोष का पता लगाने में 96-97 प्रतिशत की सटीकता प्राप्त करते हैं। ये प्रौद्योगिकियां कम मैनुअल हस्तक्षेपों में अधिक सटीक गुणवत्ता नियंत्रण को सक्षम करती हैं।
डिजिटल जुड़वाँ
डिजिटल जुड़वाँ निर्माण प्रक्रियाओं के अनुकूलन के लिए शक्तिशाली उपकरण के रूप में स्थापित किए जाते हैं। वे भौतिक प्रोटोटाइप के बिना जटिल प्रणालियों के आभासी सिमुलेशन को सक्षम करते हैं, जो विकास चक्रों को काफी कम कर देता है और लागत को कम करता है। इलेक्ट्रॉनिक्स विकास में, डिजिटल जुड़वाँ घटक से पूरे जीवन चक्र को उत्पादन सड़कों को पूरा करने के लिए अनुकूलित कर सकते हैं।
मोबाइल स्वचालन
स्वायत्त निर्देशित वाहन (AGV) और मोबाइल रोबोट स्वच्छ कमरों में परिवहन में क्रांति लाते हैं। हीरो फैब एजीवी जैसे सिस्टम प्रोसेस टूल्स के बीच पूरी तरह से स्वचालित परिवहन के लिए अभिनव वाहन अवधारणाओं के साथ रोबोट तकनीक को गठबंधन करते हैं। ये समाधान 100-150 किलोग्राम के उच्च पेलोड के साथ 24/7 ऑपरेशन प्रदान करते हैं।
विनिर्माण से स्मार्ट फैक्ट्री तक: क्यों स्वचालन सफलता पर निर्णय लेता है
अर्धचालक और इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन में स्वचालन तेजी से विकास के एक चरण में है। एआई मांग और तकनीकी नवाचार से प्रेरित, उत्पादन प्रणाली उच्च नेटवर्क, स्व-अनुकूलन प्रणालियों में विकसित होती है। रोबोटिक्स, एआई, आईओटी और भविष्य कहनेवाला रखरखाव का सफल एकीकरण कंपनियों की प्रतिस्पर्धा के लिए महत्वपूर्ण होगा।
जबकि उद्योग रिकॉर्ड वृद्धि के लिए बढ़ रहा है, निर्माताओं को साइबर सुरक्षा, कुशल श्रमिकों की कमी और बढ़ती जटिलता जैसी चुनौतियों का प्रबंधन करना चाहिए। आज जो कंपनियां उन्नत स्वचालन समाधान में निवेश करती हैं, वे कल के विजेता होंगी और इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादन के भविष्य को महत्वपूर्ण रूप से आकार देंगी।
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