半导体产业作为信息技术领域核心基础产业,生产制造对工艺良率与自动化程度具备严苛标准。伴随12英寸晶圆生产工艺普及,晶圆承载器具重量普遍达到10千克以上,人工搬运模式已无法满足生产需求。
轨道式OHT天车系统是当前12英寸晶圆厂主流内部运输设备,但受一次投资大,基建要求高,固定轨道布局等因素限制,无法适用所有自动化场景。具备高柔性特性的地面移动机器人,可以在部分条件下与OHT天车系统形成互补,有效提升厂区整体自动化水平。该类设备既可作为现有运输系统的配套补充,也可作为新规划产线自动化标准配置,起到够降低人力投入成本,提升生产线运行稳定性与生产作业效率的效果。
01半导体移动机器人一览
依据导航模式、结构形态与智能等级,厂区常用移动机器人分为四类。
1.AGV自动导引运输车





• 功能定位
行业内应用时间较早,主要负责晶圆盒、光罩盒、化学原料容器定点输送作业,定位精度区间为±1~±5毫米。
• 设备特点
导航依托磁条、二维码、磁钉、激光反射板等外置设施规划路径,行驶线路固定;设备按照预设程序执行任务,遭遇障碍物仅可原地等候或沿固定路线绕行,不具备自主决策能力;机身采用不锈钢材质,搭载高效空气过滤系统与防静电滚轮,可满足ISO1~ISO4级洁净车间使用标准。
• 应用优势
技术体系成熟,运行稳定性强,可适配大重量物料搬运;调度架构简单,适配工序固定、运输频次较高的生产场景;行驶轨迹可控,人机混行作业安全系数高,符合SEMI安全规范。
• 应用短板
作业柔性偏弱,产线布局调整、设备移位后,需重新铺设导航设施,改造周期长、资金投入高;设备扩容需同步增设配套导航装置,大型厂区设备布设规模受限;面对突发障碍与临时作业调整,应变能力不足。
• 适用场景
成熟工艺生产线、封测车间固定工序转运、仓库与洁净车间之间物料流转。
2.AMR自主移动机器人
• 功能定位
具备自主导航、动态避障、智能调度能力,可完成晶圆配送、辅料输送、跨楼层物料转运等多元化作业,最高定位精度可达±0.5毫米。
• 设备特点
采用同步定位与地图构建技术,依托激光雷达、视觉传感、惯性测量元件感知周边环境;可自主规划行进路线,实时规避人员、设备及其他作业机器人,支持多设备协同作业;能够对接制造执行系统、设备自动化系统,实现物料申领、配送、入库全流程自动化运转。

SLAM定位技术
• 应用优势
工艺产线调整时仅更新电子地图即可适配,无需改造现场设施,适配工艺更新频繁、设备布局多变的先进制程工厂;设备部署流程简便,新机完成环境扫描建图后短期内即可投入使用;依托智能调度算法,多台AMR可在窄通道内有序避让、协同作业,提升车间空间利用率。
• 应用短板
激光探测、算力硬件购置成本高于传统AGV设备;不锈钢墙面、玻璃围挡等高反射洁净环境中,单一激光定位易出现位置偏差,需搭配视觉、超宽带定位技术协同校准。
• 适用场景
先进制程晶圆生产车间、研发试验产线、小批量多品类生产模式厂区。
3.复合移动机器人
• 功能定位
由移动底盘与机械臂组合而成,兼具物料输送与现场作业能力,可在移动状态下完成设备上下料、物料堆叠操作,机械臂重复定位精度±0.5毫米。

流联科技复合移动机器人
• 设备特点
双层控制架构分别负责空间移动与精细操作,两套系统统一联动调控;末端作业部件可按需更换吸盘、夹爪等配件,适配不同规格晶圆容器与检测托盘;机械臂内置力矩感应装置,作业力度可控,规避精密设备磕碰损伤。
• 应用优势
可直接对接生产设备完成物料装卸,减少人工辅助操作;半自动化作业区域内,可低速配合工作人员协同完成作业工序。
• 应用短板
底盘定位误差会传导至机械作业端,设备联合校准技术难度较高;机械运转易产生细微粉尘与震动,需增设密封、减震结构优化设备性能;作业耗时较长,作业效率不及固定式专用机械臂,无法替代高速量产设备。
• 适用场景
芯片封装检测、晶圆性能检测、生产设备自动化上下料、洁净车间物料处置。
4.人形机器人
• 功能定位
目前整体处于技术验证与小范围试点阶段,尚未规模化投产。设备采用仿生肢体结构,多关节运动模式可完成精细化操作,用于替代部分人工作业内容。
• 设备特点
双足行进、双臂作业结构,可适配常规人工作业环境;依托大模型与具身智能技术,可接收自然语言指令执行作业,减少程序预设依赖;融合视觉、触觉、力觉、听觉多重感知模块,模拟人体判断逻辑处理作业问题。

• 应用优势
无需改造现有厂区设施即可投入使用;可进入人工专属作业区域,辅助完成设备检修、故障处置工作;技术迭代后有望成为厂区通用性作业设备。
• 应用短板
双足行走稳定性、续航时长、双臂操作精度等核心性能,达不到半导体生产严苛标准;关节运转、设备散热、部件磨损易产生污染物,厂区设备密集环境下存在倾倒安全隐患;设备造价高昂,维护流程复杂,经济性不足。
• 适用场景
实验室技术测试、设备检修辅助、非洁净区域厂区巡检。
下期AMHS小百科将继续介绍半导体生产流程中移动机器人的应用适配及选型标准。