Опубликовано 22 июня 2025 года / обновление с: 22 июня 2025 г. - Автор: Конрад Вольфенштейн
Решения автоматизации в производстве полупроводниковых и электроники- изображение: xpert.digital
От давления затрат до конкурентного преимущества: автоматизация как гамчангера в производстве чипов
Решения автоматизации в полупроводнике и электронике
Полупроводниковая и электроника проходит технологическую революцию, которая основана на передовых решениях автоматизации. Эта разработка имеет решающее значение, потому что требования к точности, эффективности и качеству продукта неуклонно увеличиваются, в то время как затраты должны быть снижены одновременно. Благодаря продолжающемуся буму ИИ и растущим спросом на высокопроизводительные полупроводники, автоматизация становится стратегическим императивом для всей отрасли.
Текущее развитие рынка и тенденции
Прогноз роста на 2025 год
Полупроводниковая промышленность сталкивается с необычайным годом роста. В 2025 году исследователи рынка прогнозируют рост более 15 процентов, что обусловлено растущим спросом на искусственный интеллект и высокопроизводительные вычисления. Глобальный рынок полупроводников должен достигать объема 716,7 млрд долларов в 2025 году, что соответствует увеличению на 13,8 процента по сравнению с 2024 годом.
Запланированное расширение производственных мощностей особенно заслуживает внимания: 18 новых полупроводниковых фабрик должны начать строительство в 2025 году, причем большинство из них вступают в эксплуатацию между 2026 и 2027 годами. Эти инвестиции подчеркивают центральную роль автоматизации при удовлетворении с увеличением спроса.
Технологические драйверы
Соответствующим драйвером для этой разработки является искусственный интеллект. Hyperscales инвестирует миллиарды долларов США в разработку сложных алгоритмов ИИ, которые, в частности, увеличивают спрос на графические процессоры и память с высокой пропускной способностью (HBM). Ожидается, что оборот HBM увеличится на 284 процента до 12,3 млрд долларов в 2024 году.
Основные области автоматизации в полупроводнике
Обработка пластин и робототехника
Точная обработка кремния является одной из наиболее важных задач в полупроводнике. Современные роботы по обработке пластин должны безопасно переносить чрезвычайно тонкие кремниевые диски с толщиной до 40 микрометров и диаметром от 150 до 300 миллиметров. Эти с высокими фрагированными материалами проходят до 1200 этапов процесса и часто имеют ценность автомобиля среднего уровня на кассету.
Роботизированные решения для обработки пластин характеризуются следующими свойствами:
- Системы захвата на основе вакуума для обработки без загрязнения
- Позиционирование с высокой точностью в диапазоне микрометра
- Совместимость с чистым пространством до стандартов ISO 7
- Интеграция в существующие производственные линии различных производителей машин
Автоматизированные тестовые системы (ATE)
Автоматизированные тестовые системы составляют основу обеспечения качества в производстве полупроводников. Эти системы обеспечивают тесты с высокой пропускной способностью и обеспечивают раннее обнаружение ошибок, что улучшает качество продукции и гарантирует, что наблюдаются строгие промышленные стандарты.
Системы ATE используются на разных этапах производства полупроводников:
- Проверка дизайна
- Производственные тесты
- Анализ ошибок
- Отраслевые тесты для автомобильной, аэрокосмической и оборонной отрасли
Автоматизация чистящей машины
Автоматизация в чистых комнатах требует специализированных решений, которые соответствуют самым высоким стандартам чистоты. Современные системы, такие как Smart Semicon Systems, предлагают высокую автоматизацию для всей разработки процессов полировки для упаковки.
Ключевые особенности автоматизации чистой комнаты:
- Системы позиционирования на основе камеры для автоматического распознавания пластин
- Быстрое время цикла для максимальной эффективности
- Стандартное соответствие ISO 7
- Гибкая адаптация к разным размерам пластин (150-300 мм)
Автоматизация в производстве электроники
SMT Lines и технология выбора
Линии Technology Technology (SMT) находятся в центре современной электроники. Автоматизация этих производственных линий включает в себя системы высокого определения, которые размещают микроскопические компоненты на платы. Системы компьютерного зрения обеспечивают точное позиционирование и значительно снижают человеческие ошибки.
Modern SMT Automation интегрирован:
- Системы 3D SPI и AOI с поддержкой ИИ
- Серия обработки Vego для надежного потока материала
- Лазерные маркеры для отслеживания
- Precision Printer с технологией многоклета
Контроль качества и проверка
Автоматическая оптическая проверка (AOI) революционизируется машинным обучением. Новые процедуры значительно снижают скорость псевдо -краю и минимизируют проверки с ручной последующей пропускной способностью. Интеграция алгоритмов ИИ обеспечивает надежное различие между псевдо и реальными ошибками.
Предложить расширенные системы проверки:
- 3D -запись изображений с помощью технологии проекции полосы
- Измерение высот пасты от 20 мкм до 150 мкм
- Обнаружение частиц, выемки и отверстия
- Скоро-оптимизированные головки камеры
Автоматизация управления и процесса срабатывания
Точный контроль печей рефтова имеет решающее значение для качества решений. Современные контроллеры рефлектов автоматически контролируют и контролируют сложные температурные профили для достижения оптимальных результатов пайки. Эти системы могут сэкономить до пяти различных наборов параметров и автоматически переключаться между различными профилями пайки.
Совместная робототехника (коботы) в производстве электроники
Области применения и преимуществ
Совместные роботы зарекомендовали себя в производстве электроники. Они обеспечивают безопасное сотрудничество между людьми и машинами без дорогих защитных устройств. В электронике коботы занимаются точно сборкой и пайками, а также тестами продукта и контролем качества.
Типичные приложения кобота:
- Чип -тест с вакуумными вакуумами
- Тесты устройства сенсорного экрана
- Пять по кругам
- Автоматические функциональные тесты
- Процессы сборки и упаковки
Примеры успеха от практики
В Siemens в Erlangen более 70 коботов автоматизируют различные производственные процессы. Фрэнк Электроник смог удвоить свою производственную мощность, используя коботы, от 430-450 до более 800 устройств на смену. Эти примеры демонстрируют значительный потенциал совместной робототехники для повышения эффективности.
Прогнозирутельное обслуживание и мониторинг состояния
Мониторинг состояния в критических приложениях
Предсказательное обслуживание становится ключевым фактором для минимизации незапланированных сайтов поддержки системы. В полупроводниковом производстве затраты на простоя в медиане могут составлять более 100 000 евро в час. Современные решения IoT используют акустические датчики и алгоритмы машинного обучения для раннего обнаружения ущерба.
Включите инновационные подходы:
- Акустический анализатор для накладных транспортных средств (OHV)
- Анализ шума вождения для обнаружения разрушительного фактора
- Edge-Ki для непрерывного состояния мониторинг
- Визуализированные панели для техников
Датчики IoT и сборы данных
Датчики IoT играют центральную роль в современной автоматизации. Датчики LPWAN, BLE, NFC и WLAN позволяют записывать точные данные в реальном времени для различных приложений. В чистых комнатах специализированные датчики используются для мониторинга частиц, температуры, влаги и давления воздуха.
Industry 4.0 и цифровое преобразование
Интеллектуальные фабрики будущего
Завод по полупроводнике Bosch в Дрездене считается пионером для Industry 4.0 и демонстрирует будущее чипа. Высоко автоматизированная, полностью сетевая фабрика объединяет методы искусственного интеллекта с интегрированными процессами и самооптимизируемыми системами.
Основные характеристики интеллектуальных полупроводниковых фабрик:
- Данные -Контролированные, самооптимизирующие процессы
- Полная сеть всех производственных этапов
- Оптимизация производства пластин на основе искусственного интеллекта
- Шесть недель по всей необработанной пластине до готового микрочипа
Системы выполнения производства (MES)
Системы MES образуют мост между системами ERP и уровнем производства. Они обеспечивают реальный мониторинг и контроль производственных процессов, включая планирование ресурсов, обработку заказа и управление качеством. Интеграция систем MES способствует плавному потоку информации между различными отделами.
Кибербезопасность в сетевом производстве
Увеличение сети также имеет значительные проблемы с кибербезопасностью. Сетевые системы автоматизации подвергаются воздействию повышенного риска кибер -атак, который может нанести значительный ущерб производственным системам.
Критические меры безопасности включают:
- Регулярные обновления системы
- Сегментация сети для содержания атак
- Безопасная аутентификация и разрешение
- Обучение сотрудников по кибербезопасности
Автономные роботы побеждают чистые комнаты и цифровые близнецы резко сокращают циклы разработки
Машинное обучение и интеграция искусственного интеллекта
Машинное обучение революционизирует дефект в производстве пластин. Модели сверточных нейронных сетей (CNN) и вейвлет-рассеяния (WST) уже достигают точности 96-97 процентов при автоматическом обнаружении дефектов. Эти технологии обеспечивают более точный контроль качества при снижении ручных вмешательств.
Цифровые двойники
Цифровые близнецы создаются как мощные инструменты для оптимизации производственных процессов. Они обеспечивают виртуальное моделирование сложных систем без физических прототипов, что значительно сокращает циклы развития и снижает затраты. В разработке электроники цифровые близнецы могут оптимизировать весь жизненный цикл от компонентов до завершения производственных улиц.
Мобильная автоматизация
Автономные управляемые транспортные средства (AGV) и мобильный робот революционизируют транспорт в чистых комнатах. Такие системы, как Hero Fab AGV, объединяют созданную технологию роботов с инновационными концепциями транспортных средств для полного автоматического транспорта между инструментами процесса. Эти решения предлагают круглосуточную работу с высокими полезными нагрузками 100-150 кг.
От производства до умной фабрики: почему автоматизация решает успех
Автоматизация в полупроводнике и производстве электроники находится в фазе быстрого развития. Производственные системы, обусловленные спросом ИИ и технологическими инновациями, превращаются в высокосетевые, самооптимизирующие системы. Успешная интеграция робототехники, ИИ, IoT и прогнозирующего обслуживания будет иметь решающее значение для конкурентоспособности компаний.
В то время как отрасль направляется к рекордному росту, производители также должны справляться с такими проблемами, как кибербезопасность, нехватка квалифицированных работников и растущая сложность. Компании, которые инвестируют в Advanced Automation Solutions сегодня, станут победителями завтрашнего дня и значительно формируют будущее производства электроники.
Подходит для:
Ваш глобальный партнер по маркетингу и развитию бизнеса
☑️ Наш деловой язык — английский или немецкий.
☑️ НОВИНКА: Переписка на вашем национальном языке!
Конрад Вольфенштейн
Я был бы рад служить вам и моей команде в качестве личного консультанта.
Вы можете связаться со мной, заполнив контактную форму или просто позвоните мне по телефону +49 89 89 674 804 (Мюнхен) . Мой адрес электронной почты: wolfenstein ∂ xpert.digital
Я с нетерпением жду нашего совместного проекта.
