반도체 및 전자 제품 제조- 이미지의 자동화 솔루션 : Xpert.Digital
비용 압력에서 경쟁 우위에 이르기까지 : 칩 생산에서 가무 제인으로서의 자동화
반도체 및 전자 생산의 자동화 솔루션
반도체 및 전자 산업은 고급 자동화 솔루션으로 구동되는 기술 혁명을 겪고 있습니다. 이러한 개발은 정밀, 효율성 및 제품 품질에 대한 요구 사항이 꾸준히 증가하는 반면 비용은 동시에 감소해야하기 때문에 매우 중요합니다. 진행중인 AI 붐과 고성능 반도체에 대한 수요가 증가함에 따라 자동화는 전체 산업의 전략적 명령이됩니다.
현재 시장 개발 및 동향
2025 년의 성장 예측
반도체 산업은 특별한 성장 연도에 직면 해 있습니다. 2025 년, 시장 연구원들은 인공 지능에 대한 수요가 증가하고 고성능 컴퓨팅에 대한 수요가 증가함에 따라 15 % 이상의 성장을 예측합니다. 글로벌 반도체 시장은 2025 년에 7,177 억 달러에 달하는 것입니다. 이는 2024 년에 비해 13.8 % 증가에 해당합니다.
생산 능력의 계획된 확장은 특히 주목할 만하다. 18 개의 새로운 반도체 공장은 2025 년에 건축을 시작해야하며 대부분의 사람들은 2026 년에서 2027 년 사이에 운영되기 시작한다. 이러한 투자는 수요가 증가 할 때 자동화의 중심 역할을 강조한다.
기술 동인
이 개발의 관련 동인은 인공 지능입니다. Hyperscales는 복잡한 AI 알고리즘 개발에 수십억 달러를 투자하며, 특히 GPU 및 대역폭 메모리 (HBM)에 대한 수요가 증가합니다. HBM 이직은 2024 년에 284 % 증가한 123 억 달러로 예상됩니다.
반도체 생산에서 자동화의 핵심 영역
웨이퍼 핸들링 및 로봇 공학
실리콘-워퍼의 정확한 취급은 반도체 생산에서 가장 중요한 작업 중 하나입니다. 최신 웨이퍼 처리 로봇은 최대 40 마이크로 미터 두께와 150 ~ 300 밀리미터의 매우 얇은 실리콘 디스크를 안전하게 운송해야합니다. 이 고성게 재료는 최대 1,200 개의 공정 단계를 거치며 종종 카세트 당 미드 레인지 자동차의 가치를 갖습니다.
웨이퍼 처리를위한 로봇 솔루션은 다음 특성으로 특징 지어집니다.
- 오염이없는 취급을위한 진공 기반 그립 시스템
- 마이크로 미터 범위에서 정확도가 높은 고정식 위치
- ISO 7 표준까지 순수한 공간 호환성
- 다양한 기계 제조업체의 기존 생산 라인으로의 통합
자동 테스트 시스템 (ATE)
자동화 된 테스트 시스템은 반도체 생산에서 품질 보증의 중추를 형성합니다. 이 시스템은 처리량이 높은 테스트를 가능하게하고 오류를 조기 탐지하여 제품 품질을 향상시키고 엄격한 산업 표준이 관찰되도록합니다.
ATE 시스템은 반도체 생산의 다양한 단계에서 사용됩니다.
- 설계 검증
- 생산 테스트
- 오류 분석
- 자동차, 항공 우주 및 방위 산업에 대한 산업별 테스트
청소 기계 자동화
깨끗한 객실의 자동화에는 최고 청정 표준을 충족하는 특수 솔루션이 필요합니다. Smart Semicon Fabrication Systems와 같은 최신 시스템은 포장에 대한 연마 공정의 전체 웨이퍼 생산을위한 고정밀 자동화를 제공합니다.
클린 룸 자동화의 주요 기능 :
- 자동 웨이퍼 인식을위한 카메라 기반 포지셔닝 시스템
- 최대 효율을위한 빠른 사이클 시간
- ISO 7 표준 적합성
- 다른 웨이퍼 크기 (150-300 mm)에 대한 유연한 적응
전자 생산의 자동화
SMT 라인 및 픽 앤 플레이스 기술
SMT (Surface Mount Technology) 라인은 현대 전자 생산의 중심에 있습니다. 이러한 생산 라인의 자동화에는 고정밀 픽 앤 플레이스 시스템이 포함되어 있으며,이 시스템은 회로 보드에 미세 구성 요소를 배치합니다. 컴퓨터 비전 시스템은 정확한 위치를 가능하게하고 인간 오류를 크게 줄입니다.
최신 SMT 자동화 통합 :
- AI 지원이있는 3D SPI 및 AOI 시스템
- 신뢰할 수있는 재료 흐름을위한 Vego 처리 시리즈
- 추적 성을위한 레이저 마커
- 멀티 램프 기술을 갖춘 정밀 프린터
품질 관리 및 검사
자동 광학 검사 (AOI)는 머신 러닝에 의해 혁신됩니다. 새로운 절차는 의사 -폴드 속도를 크게 줄이고 수동 팔로어 -UP 검사를 최소화합니다. AI 알고리즘의 통합은 의사와 실제 오류를 강력하게 구별 할 수 있습니다.
고급 검사 시스템 제공 :
- 스트립 프로젝션 기술에 의한 3D 이미지 기록
- 20 µm ~ 150 µm의 페이스트 높이 측정
- 입자, 노치 및 구멍의 검출
- 속도-최적화 된 카메라 헤드
리플 로우 제어 및 프로세스 자동화
리플 로우 스토브의 정확한 제어는 해결 된 연결의 품질에 중요합니다. 현대의 반사 컨트롤러는 최적의 납땜 결과를 달성하기 위해 복잡한 온도 프로파일을 자동으로 모니터링하고 제어합니다. 이 시스템은 최대 5 개의 다른 매개 변수 세트를 저장하고 다른 납땜 프로파일간에 자동으로 전환 할 수 있습니다.
전자 생산에서 공동 로봇 (COBOT)
적용 영역 및 장점
공동 작업 로봇은 전자 제작 분야에서 스스로를 확립했습니다. 그들은 값 비싼 보호 장치없이 인간과 기계 사이의 안전한 협력을 가능하게합니다. 전자 산업에서 코봇은 제품 테스트 및 품질 관리뿐만 아니라 정확하게 조립 및 납땜 작업을 수행합니다.
일반적인 COBOT 응용 프로그램 :
- 진공 진공 청소기를 사용한 칩 테스트
- 터치 스크린 장치 테스트
- 납땜 회로 보드
- 자동화 된 기능 테스트
- 조립 및 포장 프로세스
실습의 성공 사례
Erlangen의 Siemens에서 70 개 이상의 코봇이 다양한 제조 공정을 자동화합니다. Frank Elektronik은 Cobots를 430-450에서 교대 당 800 개 이상의 장치로 사용하여 생산 능력을 두 배로 늘릴 수있었습니다. 이 예는 효율성 증가에 대한 공동 로봇 공학의 상당한 잠재력을 보여줍니다.
예측 유지 보수 및 상태 모니터링
중요한 응용 프로그램의 조건 모니터링
예측 유지 보수가 계획되지 않은 시스템 정지 사이트를 최소화하기위한 핵심 요소가되고 있습니다. 반도체 생산에서 중앙값의 다운 타임 비용은 시간당 100,000 유로 이상일 수 있습니다. 최신 IoT 솔루션은 조기 손상 감지를 위해 음향 센서와 머신 러닝 알고리즘을 사용합니다.
혁신적인 접근법 포함 :
- 오버 헤드 차량을위한 음향 분석기 (OHV)
- 파괴적인 요인 탐지를위한 소음 분석
- 연속 상태 모니터링을위한 Edge-Ki
- 기술자를위한 대시 보드
IoT 센서 및 데이터 수집
IoT 센서는 현대 자동화에서 중심적인 역할을합니다. LPWAN, BLE, NFC 및 WLAN 센서를 사용하면 다양한 응용 프로그램에 대한 정확한 실시간 데이터를 기록 할 수 있습니다. 깨끗한 방에서는 전문 센서가 입자, 온도, 수분 및 공기압을 모니터링하는 데 사용됩니다.
산업 4.0 및 디지털 혁신
미래의 지능형 공장
Dresden의 Bosch 반도체 공장은 Industry 4.0의 선구자로 간주되며 칩 피어링의 미래를 보여줍니다. 고도로 자동화 된 완전 네트워크 공장은 인공 지능 방법과 통합 프로세스 및 자체 최적화 시스템을 결합합니다.
지능형 반도체 공장의 핵심 특성 :
- 데이터 -제어, 자체 최적화 프로세스
- 모든 생산 단계의 완전한 네트워킹
- 웨이퍼 생산의 AI 기반 최적화
- 완성 된 마이크로 칩까지의 원시 웨이퍼에서 6 주
제조 실행 시스템 (MES)
MES 시스템은 ERP 시스템과 생산 수준 사이의 브리지를 형성합니다. 자원 계획, 주문 처리 및 품질 관리를 포함하여 생산 프로세스의 실시간 모니터링 및 제어를 가능하게합니다. MES 시스템의 통합은 다른 부서 간의 원활한 정보 흐름을 촉진합니다.
네트워크 생산의 사이버 보안
증가하는 네트워킹에는 상당한 사이버 보안 문제가 있습니다. 네트워크 자동화 시스템은 생산 시스템에 상당한 손상을 줄 수있는 사이버 공격의 위험 증가에 노출됩니다.
중요한 보안 조치에는 다음이 포함됩니다.
- 정기적 인 시스템 업데이트
- 공격 포함을위한 네트워크 세분화
- 보안 인증 및 승인
- 사이버 보안-우아성을위한 직원 교육
자율 로봇은 깨끗한 방을 정복하고 디지털 쌍둥이가 개발주기를 단축시킵니다.
기계 학습 및 AI 통합
머신 러닝은 웨이퍼 생산의 결함에 혁명을 일으킨다. CNN (Convolutional Neural Networks) 및 WST (Wavelet Scattering Transformation) 모델은 자동 결함 감지에서 이미 96-97 %의 정확도를 달성합니다. 이러한 기술은 수동 개입 감소에서보다 정확한 품질 관리를 가능하게합니다.
디지털 트윈
디지털 쌍둥이는 제조 공정을 최적화하기위한 강력한 도구로 설립되었습니다. 물리적 프로토 타입없이 복잡한 시스템의 가상 시뮬레이션을 가능하게하여 개발주기를 크게 단축하고 비용을 줄입니다. 전자 발전에서 디지털 쌍둥이는 구성 요소에서 완전한 생산 거리에 이르기까지 전체 수명주기를 최적화 할 수 있습니다.
모바일 자동화
자율 가이드 차량 (AGV)과 모바일 로봇은 깨끗한 방의 교통 수단을 혁신합니다. Hero Fab AGV와 같은 시스템은 기존 로봇 기술을 프로세스 도구간에 완전 자동 전송을위한 혁신적인 차량 개념과 결합합니다. 이 솔루션은 100-150kg의 높은 페이로드로 24/7 작동을 제공합니다.
제조에서 스마트 공장에 이르기까지 : 자동화가 성공을 결정하는 이유
반도체 및 전자 생산의 자동화는 빠른 개발 단계에 있습니다. AI 수요와 기술 혁신에 의해 제작 된 생산 시스템은 고도로 네트워크가있는 자체 최적화 시스템으로 발전합니다. 로봇 공학, AI, IoT 및 예측 유지 보수의 성공적인 통합은 회사의 경쟁력에 중요합니다.
업계가 기록적 성장을 향하고 있지만 제조업체는 사이버 보안, 숙련 된 근로자 부족 및 복잡성과 같은 과제를 관리해야합니다. 오늘날 Advanced Automation Solutions에 투자하는 회사는 내일의 승자가 될 것이며 전자 생산의 미래를 크게 형성 할 것입니다.
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콘라드 울펜슈타인
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