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在成川科技AMHSDemo线展厅,天车在四米高空中以每秒5.2米速度在轨道穿梭,抓取晶圆盒时,定位误差控制在±1mm以内。这台智能设备的运行,展现着中国在半导体关键设备——自动物料搬运系统(AMHS)领域的前沿突破。作为国内首家实现在半导体AMHS领域整线验收的企业,成立仅五年的成川科技(苏州)有限公司(以下称:成川科技),正从行业追赶者向并行者迈进,标志我国在打破该领域国际垄断、构建自主可控产业生态上取得重大进展,为半导体产业链安全稳定注入支撑。
技术体系重构中的新质生产力实践
2021年9月,华天科技12寸晶圆级先进封装生产线自动搬运系统增建项目开始实施。顾晓勇这位哈尔滨工程大学热能工程专业毕业、在中科大完成MPM深造的技术派掌舵人,带着团队奋战近一年时间,克服疫情的影响,最终交付的天车系统创造了行业纪录。这个国内首个半导体AMHS整线项目的成功,不仅让产线生产效率大幅提升,更标志着中国企业在半导体"隐形血管"领域撕开了技术垄断的缺口。
"半导体AMHS就像晶圆厂内的空中高速公路,成千上百辆天车高速驰骋在路网中进行物料搬运。"顾晓勇指着天车控制调度系统解释。在AMHS领域,日本大福与村田长达二十多年的技术垄断,构筑起多重壁垒。涉及机械设计、运动控制、路径算法等技术模块的系统集成能力;满足半导体洁净室标准(ISOClass100)的超精密制造工艺;以及通过数千个项目锤炼的稳定性验证体系(MTBF≥2000小时)。这种系统级工程能力的差距,让国内厂商望而生畏。
突破关键在于研发团队基于产业实践积累,融合前沿技术实现传统技术体系重构升级。自主研发的智能物料控制系统(MCS)正是这一升级的核心体现,它通过链接上端的制造执行系统(MES)和管控下端的天车调度系统(OCS),上传下达,实现全局智能调度,将生产指令高效转化为精准的搬运任务,填补了国产AMHS在复杂环境下的智能调度技术空白。中佳知识产权集团专家顾问李申指出:“这一突破核心是将工艺数据融入智能调度系统,实现数字技术与实体制造深度融合,是发展新质生产力的关键路径。不仅是单一企业创新,更为国产半导体装备构建符合新质生产力要求的技术新范式。”这种基于本土需求的系统性创新,使国产AMHS在兼容性、适应性上具备优势。
量产实践锻造新质生产力工程根基
2022年秋,华天科技先进封装生产线的“168小时无故障测试”成为国产AMHS的“大考”。对起步阶段的国产技术而言,这一国际标准的要求背后,是国产替代进程中用户对产品可靠性和质量的更高要求。系统稳定运行满168小时,标志国产AMHS从实验室技术迈向量产级可靠性,实现从“能做”到“做好”的质变。
“客户高要求本质是对国产技术可靠性的期待,更是对新质生产力‘高质量’特征的检验。”李申分析,“新质生产力核心是高质量发展,这种质量不是实验室数据,而是量产场景下的持续稳定。”技术团队通过数百次设计优化、流程打磨与极限测试,构建覆盖研发、生产、安装、调试、运维的全周期质量管控体系。从部件材料选型到整机环境测试,从设备性能校准到整线协同调试,各环节都聚焦“高质量”目标。
智能化重构筑牢产业链安全屏障
数字孪生与人工智能(AI)技术作为发展新质生产力的重要引擎,正在成川科技技术体系中重塑半导体制造效率逻辑。通过实时数据映射构建的虚拟模型,可模拟AMHS与设备协同状态,验证布局合理性;基于实时订单流与AI算法驱动,系统可智能优化多台搬运车辆的协同策略,实现负载的动态平衡。当异常发生时,融合AI诊断引擎的数字孪生平台,能够快速回溯与分析数据流,精准定位故障根源,响应时间缩短至分钟级。
更具战略意义的是,在美国限制半导体设备出口背景下,成川科技实现关键部件100%国产化,整体零部件国产化率超89%,打破国外垄断。这一成果是新质生产力“自主可控”要求的体现,在全球供应链波动下,为保障我国半导体产业链供应链安全稳定提供关键支撑。
中佳知识产权服务集团专家李申解读:“成川科技实践诠释新质生产力内涵:不仅是关键技术突破,更是以智能化、系统化为特征的制造体系重构。这种基于数字技术融合的系统创新,定义高端制造业未来形态,是提升国家产业竞争力的核心动能。”当半导体工厂物料搬运从人工调度进化为数据驱动的智能协同,中国制造业正用系统创新重新定义行业标准。
新质生产力绘就科技强国新图景
站在半导体场景AMHSDemo线的展厅中,顾晓勇凝视着轨道上平稳滑行的天车:"我们的天车系统已经在先进封装、传统封测及其他泛半导体领域获得了突破,创造了很多的行业先例,目前正在努力攻克12寸晶圆厂,这才是半导体天车系统的主战场。"这不仅是企业目标,更是中国半导体产业向价值链高端攀登、构建自主可控技术体系的必经之路。从技术突破到体系重构,从工程淬炼到智能跃升,国产AMHS突围之路展现新质生产力培育轨迹——以高科技突破壁垒,以高效能重构流程,以高质量保障安全,以自主化筑牢根基。
在科技竞争加剧的今天,AMHS领域突破是中国高端制造业崛起的缩影。它印证发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求,是实现产业基础高级化、产业链现代化的关键路径。随着数字技术与实体经济深度融合,更多“隐形冠军”加速涌现,构成科技自立自强的微观基础。
在这场智能化、数字化驱动的效率革命中,以硬核科技为支撑的中国创新力量,正通过发展新质生产力重塑全球高端制造竞争格局,为科技强国建设注入动力。从实验室探索到生产线运行,从设备突破到生态构建,中国制造业正用扎实实践书写新质生产力时代的科技自立自强篇章。(任徐颖/采写 中佳知识产权服务集团出品)
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