電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）作為與半導(dǎo)體CIM軟件結(jié)合最為緊密的自動(dòng)化硬件，AMHS（Automatic Material Handling System，自動(dòng)物料搬送系統(tǒng)）在晶圓制造、顯示面板、先進(jìn)封裝等高端制造場(chǎng)景里應(yīng)用廣泛。晶圓制造作為AMHS系統(tǒng)技術(shù)要求和可靠性要求最高的應(yīng)用場(chǎng)景，根據(jù)SEMI的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2022年全球AMHS系統(tǒng)在這一市場(chǎng)應(yīng)用的規(guī)模約為32億美金，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)37億美金。不過(guò)作為AMHS系統(tǒng)中最核心的天車系統(tǒng)，目前國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商仍處于單個(gè)晶圓廠大規(guī)模天車系統(tǒng)的導(dǎo)入門檻期。目前，日本廠商大福和村田在全球AMHS市場(chǎng)占比超過(guò)90%，國(guó)產(chǎn)AMHS廠商的發(fā)展仍任重道遠(yuǎn)。

在這個(gè)大背景下，作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體AMHS系統(tǒng)及核心零部件供應(yīng)商，彌費(fèi)科技在不斷引領(lǐng)突破晶圓廠整廠AMHS系統(tǒng)交付的情況下，也更為接近晶圓廠客戶的核心訴求-AMHS系統(tǒng)整體的可靠性和穩(wěn)定性。彌費(fèi)科技基于對(duì)AMHS系統(tǒng)和相關(guān)零部件深刻的理解，從點(diǎn)至面，從零部件的自主可控和穩(wěn)定性著手，致力于打造具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的AMHS解決方案，并在方案精度和效率方面逐步塑造差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)壁壘，最終目標(biāo)是成為全球半導(dǎo)體AMHS領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。

目前，彌費(fèi)科技這一戰(zhàn)略正在穩(wěn)步推進(jìn)，自研的傳感控制類設(shè)備除了在自身的AMHS系統(tǒng)項(xiàng)目中交付使用外，也正式向全產(chǎn)業(yè)鏈推出。目前推出的第一代傳感控制類設(shè)備分別是RFID Reader、SmartTag Reader和E84傳感器。

用正向設(shè)計(jì)提升RFID Reader的長(zhǎng)期可靠性

AMHS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括高度自動(dòng)化、高速運(yùn)轉(zhuǎn)、高可靠性和高安全性等，在整個(gè)系統(tǒng)中，不僅是單一設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)要穩(wěn)定可靠，設(shè)備與設(shè)備之間、設(shè)備與系統(tǒng)之間的信息交互同樣要長(zhǎng)期可靠。RFID Reader系統(tǒng)便是AMHS系統(tǒng)中信息交互的主要零部件之一。

RFID Reader系統(tǒng)主要由標(biāo)簽、讀寫器和天線組成，常用于在半導(dǎo)體制造過(guò)程中對(duì)晶圓盒上的射頻標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。彌費(fèi)科技此次推出的RFID Reader遵循SEMI標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)通過(guò)CE認(rèn)證，兼容TI公司的CID載體，讀取距離最大可達(dá)到90mm。

彌費(fèi)科技自研RFID Reader系統(tǒng)

彌費(fèi)科技CTO李宏偉表示，RFID Reader是典型的嵌入式設(shè)備，在PCB板上會(huì)有控制器、存儲(chǔ)器、模擬器件、被動(dòng)元件和天線等硬件，系統(tǒng)內(nèi)還會(huì)有很多固件和嵌入式軟件，整個(gè)軟硬件系統(tǒng)的可靠性是客戶比較關(guān)注的，尤其是長(zhǎng)期可靠性。彌費(fèi)科技通過(guò)正向設(shè)計(jì)打造出了擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RFID Reader，并借助AMHS系統(tǒng)部署的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，讓這款RFID Reader具有行業(yè)領(lǐng)先的可靠性。

RFID Reader在工作的過(guò)程中，可以通過(guò)讀寫射頻標(biāo)簽上保存記錄的ID、制造批次、制造過(guò)程說(shuō)明等信息，實(shí)現(xiàn)晶圓生產(chǎn)過(guò)程的追蹤和控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。不過(guò)，李宏偉指出，RFID Reader在晶圓制造廠里會(huì)隨著傳送設(shè)備到達(dá)不同的區(qū)域，將會(huì)受到各種各樣的電磁干擾，甚至?xí)鰧?shí)驗(yàn)室的測(cè)試范疇。為了解決這個(gè)挑戰(zhàn)，彌費(fèi)科技此次發(fā)布的RFID Reader在軟硬件方面均做了改進(jìn)以應(yīng)對(duì)各種各樣的電磁干擾。在硬件方面，彌費(fèi)科技的RFID Reader優(yōu)化了產(chǎn)品的外觀和硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，比如在外觀優(yōu)化上彌費(fèi)科技已經(jīng)申請(qǐng)了10個(gè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利，其中有2個(gè)是在海外申請(qǐng)；在軟件方面，彌費(fèi)科技優(yōu)化了濾波處理的算法，可以幫助進(jìn)一步降低電磁干擾。

在交流中記者得知，彌費(fèi)科技此次發(fā)布的RFID Reader產(chǎn)品早在去年就已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)認(rèn)證，隨后相關(guān)產(chǎn)品在彌費(fèi)科技自己的AMHS系統(tǒng)中進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證，并已經(jīng)在定向客戶的工廠進(jìn)行了提前驗(yàn)證，隨后才在今年的8月份以零部件的方式發(fā)布，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的發(fā)布即可用。

在產(chǎn)品策略方面，彌費(fèi)科技RFID Reader采取融合創(chuàng)新的方式，能夠兼容TI（德州儀器）、NXP（恩智浦）等國(guó)際廠商推出的符合SEMI標(biāo)準(zhǔn)的RFID芯片，也在尋找可用的國(guó)產(chǎn)RFID芯片，打造一個(gè)融合創(chuàng)新的RFID Reader硬件平臺(tái)，平替日系品牌的方案。同時(shí)，彌費(fèi)科技將以“Total Solution”的方式為客戶提供RFID Reader方案，會(huì)將SEMI標(biāo)準(zhǔn)中提到的規(guī)則，以及一些底層協(xié)議直接封裝在方案里。為了方便用戶使用，彌費(fèi)科技制定了一個(gè)彌費(fèi)協(xié)議，可以直接對(duì)接彌費(fèi)科技提供的，或者是第三方的上位機(jī)，客戶只需要按照彌費(fèi)協(xié)議填寫信息就可以直接使用。

另外，針對(duì)擁有自己協(xié)議的晶圓廠客戶，比如國(guó)內(nèi)外頭部的晶圓制造廠以及IDM廠商，在自有協(xié)議和標(biāo)簽使用邏輯方面都很有特色，彌費(fèi)科技RFID Reader也可以僅作為通訊傳感器平替使用，能夠“pin to pin”兼容日系廠商的方案，彌費(fèi)科技提供了相關(guān)的可選項(xiàng)，用戶可以在彌費(fèi)協(xié)議和自有協(xié)議之間自由地切換。也有國(guó)際廠商會(huì)要求將RFID Reader中的協(xié)議并入廠商自己的信息系統(tǒng)，彌費(fèi)科技也能夠提供相關(guān)的服務(wù)。李宏偉稱：“彌費(fèi)科技RFID Reader自底層軟硬件開始，均是由彌費(fèi)科技自己正向研發(fā)，可以以靈活的方式滿足客戶的差異化需求?！?br />
RFID Reader的基本性能主要包括功能、應(yīng)用場(chǎng)景、讀寫距離、數(shù)據(jù)傳輸速率、安全性以及存儲(chǔ)容量等方面。在數(shù)據(jù)傳輸速率方面，目前晶圓制造工廠所用的RFID標(biāo)簽容量最大為126個(gè)字節(jié)，彌費(fèi)科技第一代RFID Reader已經(jīng)支持覆蓋。李宏偉表示，彌費(fèi)科技在RFID Reader硬件選型升級(jí)上也會(huì)注重存儲(chǔ)容量、讀取速率方面的提升，如果客戶提出相應(yīng)的需求，彌費(fèi)科技的RFID Reader也能夠滿足。

打造平臺(tái)級(jí)SmartTag Reader

本次彌費(fèi)科技發(fā)布的第二款傳感控制設(shè)備是SmartTag Reader。在晶圓制造廠，SmartTag Reader是傳統(tǒng)8英寸（200mm）產(chǎn)線里的經(jīng)典方案，可以讀取SmartTag的信息，并通過(guò)無(wú)線通訊的方式向操作員和AMHS提供過(guò)程和狀態(tài)信息，可以被集成到上料口、存儲(chǔ)機(jī)I/O和WIP架等位置。

彌費(fèi)科技的SmartTag Reader基于紅外技術(shù)，符合SEMI半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)，使用RS485通信接口，最大工作距離達(dá)7cm。李宏偉介紹說(shuō)，彌費(fèi)科技發(fā)布的SmartTag Reader是經(jīng)典的8英寸晶圓載具集成方案，基于紅外的傳輸方式，紅外傳輸速率為9600bit/s。整個(gè)硬件方案包括了顯示屏、電池和存儲(chǔ)器，能夠?qū)蛻衄F(xiàn)有8英寸晶圓廠里面的紅外傳輸SmartTag Reader進(jìn)行平替。

彌費(fèi)科技SmartTag Reader

目前，SmartTag Reader的無(wú)線通訊方式主要包括紅外和射頻，兩者各有所長(zhǎng)。對(duì)此，李宏偉指出，SmartTag Reader和RFID Reader的技術(shù)原理比較相似，因此基于射頻方案實(shí)現(xiàn)是完全可行的?；诩t外方式的RFID Reader，對(duì)于發(fā)射器和接收器的位置對(duì)齊要求嚴(yán)格，需要在特定的角度內(nèi)，但是抗干擾能力強(qiáng)；基于射頻方式的RFID Reader得益于射頻場(chǎng)形態(tài)的傳播方式，設(shè)備之間的傳輸會(huì)非常靈活，但由于整個(gè)制造環(huán)境內(nèi)無(wú)線傳輸?shù)姆桨副容^多，做好電磁干擾的防護(hù)是一個(gè)挑戰(zhàn)。

在第二代SmartTag Reader產(chǎn)品的規(guī)劃上，彌費(fèi)科技將會(huì)從設(shè)備擴(kuò)展到平臺(tái)，將發(fā)射器和讀寫器都匯總到這個(gè)平臺(tái)上，提供紅外+射頻的通信方案。當(dāng)客戶應(yīng)用場(chǎng)景內(nèi)無(wú)線干擾比較少時(shí)，可以選擇射頻的方式；當(dāng)場(chǎng)景內(nèi)無(wú)線干擾比較多時(shí)，就選用經(jīng)典紅外的方式。

彌費(fèi)科技第一代SmartTag Reader采用的是RS485接口，傳輸速率為9600bps，可以支持以菊花鏈的方式同時(shí)管理多臺(tái)設(shè)備。另外，彌費(fèi)科技也可提供工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)的傳輸方式，速率會(huì)有明顯提升，當(dāng)然成本也會(huì)更高一些。

用更高的性能冗余提升E84傳感器的可靠性

彌費(fèi)科技發(fā)布的第三款傳感控制設(shè)備是E84傳感器。E84是一種通訊協(xié)議，基于該協(xié)議的傳感器和設(shè)備便以此命名。E84傳感器主要用于晶圓交接等場(chǎng)景，幫助AMHS設(shè)備和機(jī)臺(tái)裝載LP（Link Port）端口完成自動(dòng)化信息交接。

此次彌費(fèi)科技發(fā)布的E84傳感器是一款基于半導(dǎo)體SEMIE84協(xié)議而設(shè)計(jì)的并行8位光學(xué)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，利用IR（光）將主動(dòng)端與被動(dòng)端設(shè)備之間的SEMIE84 總線信號(hào)通過(guò)非接觸方式進(jìn)行收發(fā)，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

彌費(fèi)科技E84傳感器

李宏偉表示，E84傳感器工作的場(chǎng)景要求其需要具備極高的可靠性，讀取成功率需要保證在99.99%以上，這個(gè)成功率首先是可靠性正向設(shè)計(jì)的結(jié)果，然后經(jīng)過(guò)了實(shí)驗(yàn)室可靠性量化測(cè)試。彌費(fèi)科技基于對(duì)晶圓制造場(chǎng)景的深刻理解，對(duì)E84傳感器進(jìn)行了失效分析，并通過(guò)正向研發(fā)、正向驗(yàn)證測(cè)試的方式進(jìn)一步提升E84傳感器的性能冗余度，進(jìn)而提供行業(yè)領(lǐng)先的可靠性。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面，彌費(fèi)科技E84傳感器采用了一款主頻為72MHz的32位MCU，搭載RTOS嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，能夠執(zhí)行更加復(fù)雜的邏輯功能。彌費(fèi)科技還專門升級(jí)了E84傳感器的抗干擾電路，加入了軟件濾波的功能，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，能夠迅速做出響應(yīng)，不影響產(chǎn)線的運(yùn)行。李宏偉稱，傳統(tǒng)E84傳感器的交互速度是40毫秒，彌費(fèi)科技發(fā)布的第一代E84傳感器基于領(lǐng)先的處理器性能和領(lǐng)先的電路設(shè)計(jì)，可以做到20毫秒左右，進(jìn)而大幅提升系統(tǒng)的性能冗余度。

用平臺(tái)化產(chǎn)品推動(dòng)AMHS系統(tǒng)升級(jí)

通過(guò)上述內(nèi)容不難看出，彌費(fèi)科技第一代傳感控制設(shè)備的出發(fā)點(diǎn)是解決客戶目前現(xiàn)有的需求，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原有國(guó)際品牌設(shè)備的平替。不過(guò)，從產(chǎn)品性能來(lái)看，彌費(fèi)科技的傳感控制設(shè)備不僅僅是做平替，在產(chǎn)品靈活性方面有了明顯的改善，讓客戶在使用時(shí)有了更多的選擇，同時(shí)“Total Solution”的方式保證了這些選擇和配置并不復(fù)雜。

彌費(fèi)科技第一代傳感控制設(shè)備的發(fā)布，也讓我們能夠得見該公司在AMHS零部件方面的平臺(tái)化思維。首先是以設(shè)備為平臺(tái)，如SmartTag Reader和E84傳感器，彌費(fèi)科技致力于基于單一設(shè)備融合更多的通信方式，兼容更多的協(xié)議，進(jìn)一步提升客戶裝配相關(guān)設(shè)備的靈活性和效率。

其次是設(shè)備之間相互配合的平臺(tái)，正如李宏偉談到的彌費(fèi)科技專門打造的信息切換平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)擁有自己的上位機(jī)，可以兼容彌費(fèi)科技自研的設(shè)備和客戶原有的設(shè)備，這個(gè)平臺(tái)可以被應(yīng)用于晶圓倒片環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)倒片的完全自動(dòng)化。

李宏偉表示，彌費(fèi)科技希望用平臺(tái)化的產(chǎn)品推動(dòng)客戶AMHS系統(tǒng)升級(jí)。以通信協(xié)議為例，目前AMHS系統(tǒng)總線上會(huì)加入各種不同的協(xié)議，彌費(fèi)科技認(rèn)為未來(lái)工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)統(tǒng)一是大趨勢(shì)，通過(guò)使用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，晶圓制造廠可以更好地統(tǒng)籌設(shè)備，更好地分?jǐn)傁到y(tǒng)成本。

面向未來(lái)，彌費(fèi)科技傳感控制設(shè)備有四大升級(jí)方向：

·基礎(chǔ)功能升級(jí)
彌費(fèi)科技將進(jìn)一步改進(jìn)傳感控制設(shè)備的基礎(chǔ)性能，包括通過(guò)集成的方式優(yōu)化產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)，進(jìn)一步增強(qiáng)濾波功能電路以提升設(shè)備抗干擾能力等。

·全面平臺(tái)化
彌費(fèi)科技希望以融合創(chuàng)新的方式打造AMHS零部件，將底層的控制器和天線等基礎(chǔ)單元做成統(tǒng)一平臺(tái)，然后讓客戶在通信協(xié)議和系統(tǒng)協(xié)議方面有更大的自由度。

·提升性價(jià)比
隨著彌費(fèi)科技AMHS系統(tǒng)和零部件出貨量增加，尤其是海外市場(chǎng)的需求量上升之后，彌費(fèi)科技將會(huì)有更強(qiáng)的供應(yīng)鏈管理能力，進(jìn)一步提升系統(tǒng)和零部件的性價(jià)比。

·支持更多私有協(xié)議
AMHS是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的領(lǐng)域，客戶資源和技術(shù)儲(chǔ)備是主要競(jìng)爭(zhēng)壁壘，兩者缺一不可。目前，晶圓制造客戶集中度非常高，彌費(fèi)科技將全面適配這些大客戶的專用協(xié)議。

李宏偉在介紹時(shí)講到，目前全球五大晶圓廠中的三家都已經(jīng)是彌費(fèi)科技的客戶，雙方在AMHS系統(tǒng)和零部件方面有著深入的交流和互動(dòng)。同時(shí)，彌費(fèi)科技也在和國(guó)際頭部IDM合作，打造定制化屬性更高的AMHS系統(tǒng)，目前已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)品前期驗(yàn)證階段。在出海方面，彌費(fèi)科技在新加坡和馬來(lái)西亞不僅有自己的研發(fā)中心，還建立了工廠，有完整的方案供應(yīng)能力。彌費(fèi)科技的傳感控制產(chǎn)品是一個(gè)全球推廣的產(chǎn)品系列，擁有巨大的市場(chǎng)空間。

結(jié)語(yǔ)

AMHS是晶圓生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能顯著提高效率、減少人工成本。在AMHS系統(tǒng)中，傳感控制設(shè)備是信息交互的關(guān)鍵，彌費(fèi)科技第一代RFID Reader、SmartTag Reader和E84傳感器能夠平替國(guó)際廠商的方案，但又不是簡(jiǎn)單的平替，而是帶來(lái)了更高的裝配靈活性。隨著越來(lái)越多的客戶使用到彌費(fèi)科技的傳感控制設(shè)備，該公司的平臺(tái)化理念將推動(dòng)AMHS系統(tǒng)升級(jí)，解決傳統(tǒng)AMHS系統(tǒng)歷史性遺留問(wèn)題。