Рішення автоматизації у виробництві напівпровідників та електроніки- зображення: xpert.digital
Від тиску витрат до конкурентної переваги: автоматизація як гамханжер у виробництві чіпів
Рішення автоматизації у виробництві напівпровідників та електроніки
Промисловість напівпровідника та електроніки проходить технологічну революцію, яка працює на розширених рішеннях автоматизації. Ця розробка має вирішальне значення, оскільки вимоги до точності, ефективності та якості продукції постійно підвищуються, тоді як витрати повинні бути зменшені одночасно. З постійним бумом AI та зростаючим попитом на високопродуктивні напівпровідники, автоматизація стає стратегічним імперативом для всієї галузі.
Поточний розвиток ринку та тенденції
Прогноз зростання на 2025 рік
Напівпровідникова промисловість стикається з надзвичайним ростом. Для 2025 р. Дослідники ринку прогнозують зростання понад 15 відсотків, зумовленого зростаючим попитом на штучний інтелект та високоефективні обчислення. Світовий ринок напівпровідників повинен досягти обсягу 716,7 мільярдів доларів у 2025 році, що відповідає збільшенню на 13,8 відсотка порівняно з 2024 роком.
Заплановане розширення виробничих можливостей особливо примітно: 18 нових напівпровідникових заводів повинні почати будувати в 2025 році, причому більшість із них вступають у дію між 2026 та 2027 роками. Ці інвестиції підкреслюють центральну роль автоматизації при впорці зі збільшенням попиту.
Технологічні драйвери
Відповідним рушієм для цього розвитку є штучний інтелект. Hyperscales вкладає мільярди доларів США в розвиток складних алгоритмів AI, що, зокрема, збільшує попит на GPU та пам'ять високої пропускної здатності (HBM). Очікується, що оборот HBM збільшиться на 284 відсотки до 12,3 мільярда доларів у 2024 році.
Основні сфери автоматизації у виробництві напівпровідників
Обробка вафель та робототехніка
Точне поводження з кремнієвими валерами-одне з найважливіших завдань у виробництві напівпровідників. Сучасні роботи з керуванням вафлями повинні безпечно транспортувати надзвичайно тонкі кремнієві диски з товщиною до 40 мікрометрів та діаметром від 150 до 300 міліметрів. Ці високократні матеріали проходять до 1200 кроків процесу і часто мають значення автомобіля середнього класу на касету.
Роботичні рішення для обробки вафельних виробів характеризуються такими властивостями:
- Системи захоплення вакууму для без забруднення обробки
- Позиціонування високої точки зору з точністю в діапазоні мікрометра
- Чистий простір сумісність до стандартів ISO 7
- Інтеграція в існуючі виробничі лінії різних виробників машин
Автоматизовані тестові системи (їли)
Автоматизовані тестові системи утворюють основу забезпечення якості у виробництві напівпровідників. Ці системи забезпечують тести з високою швидкістю пропускної здатності та забезпечують раннє виявлення помилок, що покращує якість продукції та гарантує, що спостерігаються суворі промислові стандарти.
Системи ATE використовуються на різних фазах виробництва напівпровідників:
- Перевірка проектування
- Виробничі тести
- Аналіз помилок
- Тести, що стосуються галузі, для автомобільної, аерокосмічної, а також оборонної промисловості
Автоматизація машин для чищення
Автоматизація в чистих приміщеннях вимагає спеціалізованих рішень, які відповідають найвищим стандартам чистоти. Сучасні системи, такі як Smart Semicon Systems Systems, пропонують високоточну автоматизацію для всього виробництва пластинних процесів для упаковки.
Основні особливості автоматизації чистої кімнати:
- Системи позиціонування на основі камери для автоматичного розпізнавання вафель
- Швидкий час циклу для максимальної ефективності
- ISO 7 Стандартна відповідність
- Гнучка адаптація до різних розмірів вафель (150-300 мм)
Автоматизація у виробництві електроніки
Лінії SMT та технологія вибору та місця
Лінії технології поверхні (SMT) знаходяться в центрі сучасної виробництва електроніки. Автоматизація цих виробничих ліній включає високоточні системи вибору та місця, які розміщують мікроскопічні компоненти на платах. Системи комп'ютерного зору забезпечують точне позиціонування та значно зменшують помилки людини.
Сучасна автоматизація SMT інтегрована:
- Системи 3D SPI та AOI за підтримки AI
- Серія обробки VEGO для надійного потоку матеріалу
- Лазерні маркери для відстеження
- Принтер точності за допомогою технології Multiclamp
Контроль якості та огляд
Автоматична оптична перевірка (AOI) революційна машинним навчанням. Нові процедури значно знижують показник псевдо -разів та мінімізуйте ручні перевірки. Інтеграція алгоритмів AI забезпечує надійну різницю між псевдо та реальними помилками.
Запропонувати розширені системи огляду:
- 3D -запис зображень за допомогою технології проекції Strip
- Вимірювання висоти пасти від 20 мкм до 150 мкм
- Виявлення частинок, виїмки та отворів
- Швидкісні оптимізовані головки камери
Контроль і автоматизація процесів
Точний контроль забивних печей має вирішальне значення для якості вирішених з'єднань. Сучасні контролери Reflow автоматично контролюють та контролюють складні профілі температури з метою досягнення оптимальних результатів паяльних робіт. Ці системи можуть заощадити до п'яти різних наборів параметрів і автоматично перемикатися між різними профілями пайки.
Спільна робототехніка (коботи) у виробництві електроніки
Області застосування та переваги
Спільні роботи встановили себе у виробництві електроніки. Вони забезпечують безпечну співпрацю між людьми та машинами без дорогих захисних пристроїв. У промисловості електроніки коботи беруть на себе точно складання та паяльні роботи, а також тести на продукцію та контроль якості.
Типові програми COBOT:
- Тест на чіп з вакуумом
- Тести пристрою сенсорного екрану
- Паяки
- Автоматизовані тести функцій
- Процеси складання та упаковки
Приклади успіху з практики
У Siemens в Ерлангені понад 70 коботів автоматизують різні виробничі процеси. Френк Електронік зміг подвоїти свою виробничу потужність за допомогою коботів, від 430-450 до понад 800 пристроїв за зміну. Ці приклади демонструють значний потенціал спільної робототехніки для підвищення ефективності.
Прогнозування технічного обслуговування та моніторингу стану
Моніторинг стану в критичних додатках
Прогнозне обслуговування стає ключовим фактором для мінімізації незапланованих сайтів, що стоять у системі. У виробництві напівпровідника витрати на простої в медіані можуть становити понад 100 000 євро на годину. Сучасні рішення IoT використовують акустичні датчики та алгоритми машинного навчання для раннього виявлення пошкоджень.
Включіть інноваційні підходи:
- Акустичний аналізатор для накладних транспортних засобів (OHV)
- Аналіз шуму руху для виявлення руйнівного фактора
- Edge-Ki для постійного моніторингу стану
- Візуалізовані інформаційні панелі для техніків
Датчики IoT та збору даних
Датчики IoT відіграють центральну роль у сучасній автоматизації. Датчики LPWAN, BLE, NFC та WLAN дозволяють записувати точні дані в реальному часі для різних додатків. У чистих приміщеннях спеціалізовані датчики використовуються для моніторингу частинок, температури, вологи та тиску повітря.
Промисловість 4.0 та цифрова трансформація
Розумні заводи майбутнього
Немпровідниковий завод Bosch в Дрездені вважається піонером для промисловості 4.0 і демонструє майбутнє чашки. Високо автоматизована, повністю мережева фабрика поєднує методи штучного інтелекту з інтегрованими процесами та самооптимізуючими системами.
Основні характеристики інтелектуальних напівпровідникових заводів:
- Дані -керовані, самооптимізуючі процеси
- Повна мережа всіх виробничих етапів
- Оптимізація виробництва вафель на основі AI
- Шість тижнів по всій сирої вафлі до готового мікрочіпа
Системи виконання виробництва (MES)
Системи MES утворюють міст між системами ERP та рівнем виробництва. Вони дозволяють моніторинг у реальному часі та контролювати виробничі процеси, включаючи планування ресурсів, обробку замовлень та управління якістю. Інтеграція систем MES сприяє безперебійному потоку інформації між різними відділами.
Кібербезпека в мережевому виробництві
Зростаюча мережа також має значні проблеми з кібербезпекою. Системи мережевої автоматизації піддаються підвищеному ризику кібер -атак, які можуть завдати значної шкоди виробничим системам.
Критичні заходи безпеки включають:
- Регулярні оновлення системи
- Сегментація мережі для включення атак
- Забезпечення аутентифікації та авторизації
- Навчання співробітників для кібербезпеки-явної речовини
Автономні роботи завоюють чисті кімнати та цифрові близнюки цикли скорочують
Машинне навчання та інтеграція AI
Машинне навчання революціонує дефект у виробництві вафель. Моделі згорнуті нейронні мережі (CNN) та вейвлет-розсіювання (WST) вже досягають точності 96-97 відсотків при автоматизованому виявленні дефектів. Ці технології дають можливість більш точного контролю якості у зменшених ручних втручаннях.
Цифрові близнюки
Цифрові близнюки встановлюються як потужні інструменти для оптимізації виробничих процесів. Вони дозволяють віртуальне моделювання складних систем без фізичних прототипів, що значно скорочує цикли розвитку та зменшує витрати. У розвитку електроніки цифрові близнюки можуть оптимізувати весь життєвий цикл від компонентів до повного виробничого вулиці.
Мобільна автоматизація
Автономні керовані транспортні засоби (AGV) та мобільний робот революціонізують транспорт у чистих приміщеннях. Такі системи, як Hero Fab AGV, поєднують усталену технологію роботів з інноваційними концепціями транспортних засобів для повністю автоматичного транспорту між інструментами процесу. Ці рішення пропонують 24/7 роботи з високими корисними навантаженнями 100-150 кг.
Від виробництва до розумної фабрики: чому автоматизація вирішує успіх
Автоматизація у виробництві напівпровідника та електроніки знаходиться у фазі швидкого розвитку. Керуючись попитом AI та технологічними інноваціями, виробничі системи перетворюються на сильно мережеві системи самооптимізації. Успішна інтеграція робототехніки, AI, IoT та прогнозного обслуговування буде вирішальною для конкурентоспроможності компаній.
Поки галузь прямує до зростання рекордів, виробники також повинні керувати такими проблемами, як кібербезпека, дефіцит кваліфікованих робітників та збільшення складності. Компанії, які сьогодні інвестують у Advanced Automation Solutions, стануть переможцями завтра і значно формують майбутнє виробництва електроніки.
Підходить для цього:
Ваш глобальний партнер з маркетингу та розвитку бізнесу
☑ Наша ділова мова - англійська чи німецька
☑ Нове: листування на вашій національній мові!
Конрад Вольфенштейн
Я радий бути доступним вам та моїй команді як особистого консультанта.
Ви можете зв’язатися зі мною, заповнивши тут контактну форму або просто зателефонуйте мені за номером +49 89 674 804 (Мюнхен) . Моя електронна адреса: Вольфенштейн ∂ xpert.digital
Я з нетерпінням чекаю нашого спільного проекту.
