新質力 芯創造 ——2024 無錫·直驅技術與半導體應用發展論壇圓滿舉行

文:文 / 編輯部2024年第五期

導語:8月30日,由中國傳動網、運動控制/直驅產業聯盟、深圳市工業運動控制產業協會主辦的“2024無錫直驅技術與半導體應用發展論壇”在無錫舉行,本次活動匯聚了一批優秀的直驅技術、精密運動控制領域的企業代表,與無錫當地的先進半導體制造業一道,共敘 “芯”未來、共謀“芯”發展!

  共敘“芯”未來

  活動伊始,江蘇省半導體行業協會 執行顧問于燮康首先致辭祝本次論壇活動 圓滿成功,他指出,盡管2023、2024年 全球半導體市場仍然處于產業周期性下行 的底部位置,但AI人工智能、汽車電子等 細分市場取得了較為明顯的成長。在中 國部分,2023年整體半導體市場保持平 穩增長,特別是半導體設備市場呈現出逆勢上升的勢頭,據統計,2023年中國 半導體設備的總體銷售收入同比增長達 89.4%。江蘇是目前全國集成電路產業的 重要基地,無錫更是中國半導體產業的聚 集地。2023年,江蘇省集成電路設計、 制造、封測三大產業銷售收入合計超過 3200億元,同比增長約2%,產業規模總 量保持全國前列,其中,半導體設備和材 料市場的銷售增長尤為突出。

  由于以前大部分國內半導體生產面 向的都是海外客戶,使得在早期半導體設 備的大批量采購中,國產設備的應用比 例非常低,而在產業格局發生巨大變化的 今天,保障供應鏈安全和建設自主可控的 半導體產業鏈已成為國家重要的發展戰略 之一,半導體設備的國產化率正在逐步提 高,這也為中國設備、零部件、材料等行 業企業帶來了巨大的利好機遇。零部件是半導體設備的核心和基礎,涉及的種類繁多,精密零部件的技術 突破、品質可靠性直接關系到半導體設備的精度和穩定性,也影 響到半導體設備的生產效率、制造成本和使用壽命,同時也支撐 著半導體工藝持續朝著高精尖方向發展。

直驅技術與半導體應用發展論壇

  直驅產業聯盟理事長單位、美的高創營銷中心總監肖強在演講中對新質生產力如何促進半導體產業發展闡述了自己的觀 點,他認為,每一家企業都應當根據國家既定戰略規劃,將創新 成熟的產品和技術通過技術轉移應用于各個產業,高創傳動專心 于核心零部件產業,垂直整合技術,創造新賽道。雖然高創已經 積累了大量底層的應用經驗,但如何更好地促進中國半導體行業 發展,仍然需要和上下游企業共同協作,緊密聯系,共創良好生 態,才能真正幫助國內關鍵制程設備實現批量化生產。

  此次論壇由奧茵紳智能裝備(蘇州)有限公司總經理耿新紅主持,當天多位直驅電機企業、半導體設備廠商及協會、專家發 表精彩演講,共同探討直驅技術與半導體產業如何創新融入。

  哈爾濱工業大學劉凱鑫博士介紹了其團隊在超精密光刻技術 研發及光刻裝備相關項目的進展情況;在譚久彬院士的帶領下, 該團隊專注于運動臺技術和超精密測量與基準技術的研究,通過 項目應用,針對高端裝備在控制方法的三大核心技術難點展開攻 關:一是高速度、高加速度、高定位精度的兼顧;二是全耦合多 自由度運動體的協同控制;三是結構模態與控制帶寬的矛盾等。 對此,哈工大團隊提出了四個具有自主知識產權的技術,包括:高動態運動軌跡生成與整形技術;多自由度高精充智能解耦技 術;面向多源重復性擾動的迭代學習技術;面向柔性運動臺的冗 余驅動技術等。

  昆山潤石智能科技有限公司CEO李安東詳細介紹了當前全 球半導體產業的整體市場趨勢、技術發展路徑,并分析了中國半 導體產業鏈企業如何能夠在其中找到發展的機遇。他認為在半導 體市場快速發展的階段,國產化建設將迎來三大機會,同時也存 在著兩大潛在機會和兩大挑戰,三大機會包括:薄膜沉積和刻蝕 設備的需求量會隨著制程進步、結構三維立體化而有所增加;先 進封裝邁向系統整合并重塑產業鏈格局;先進封裝實現高密度互 聯,效能提升。兩大潛在機會是:面積使用率與成本優勢,扇出 型封裝延伸至面板級載體;“出海”APT東南亞及海外半導體供應 鏈轉移趨勢。兩大挑戰有:移位帶來的良率挑戰;以及較大的載 體面積和較厚的載體造成嚴重的翹曲問題。

  無錫先導智能裝備股份有限公司標準化部門郗曉慧介紹了 全球電動汽車發展趨勢及汽車電池制造裝備的現狀與前景,并針 對伺服技術所面臨的機遇與挑戰進行了闡述。他認為,國內電動 汽車產業已呈現供過于求狀態,而歐美地區的電動汽車滲透率 不高,所以市場增長仍有巨大空間,這也給國內電動汽車電池企 業提供了更多的機遇。就伺服驅動器而言,無論是在圓柱電池還 是方殼鋁型電池設備市場上,目前700W以下伺服系統的占比高 達70-80%,但對于歐美市場依然還存在以下挑戰:750W驅動器電壓等級不匹配;驅動器安裝空間需增加40%,可以運用高空間 利用率驅動器設計方案,即降低槽滿率和電柜空間;提升設計效 率;提升施工效率這三個方法來解決上述問題。

半導體行業發展論壇嘉賓演講

  高創傳動科技開發(深圳)有限公司產品經理宋寧一表示, 在中國半導體行業蓬勃發展的當下,高性能驅控技術成為了加速 設備性能飛躍的關鍵引擎,高性能、微型化、高集成度的驅控 技術可以幫助實現半導體設備速度與精度的幾何級提升。高創 憑借HD算法、振動抑制及基于頻域分析多項式控制等三大核心 技術,為半導體制造行業帶來了革命性變革。高創運動控制解決 方案在半導體行業被廣泛應用,涵蓋6寸半自動劃片機、晶圓切 割、固晶機等多個關鍵環節,不僅顯著提升了生產速度與精度, 更確保了半導體制造過程的高效穩定,推動了半導體設備性能的 幾何級飛躍。

  PI普愛納米位移技術(上海)有限公司產品市場經理凌平介紹了目前公司重點關注于四個方面的發展:數字化、生命科學、 自動化及科學發展。從晶圓級到芯片封裝,PI可提供整個價值鏈 的運動控制平臺及解決方案。他重點介紹了在PI常州工廠生產的 MetroTM半導體晶圓檢測運動平臺,它可以靈活、輕松地進行自動 控制,其XY軸可進行精密步進和穩定運動;θ軸可對晶圓或基板 的精密旋轉分度和對準;Z軸可進行精密晶圓對準。

  在接下來的圓桌對話環節,本次活動特別邀請到中國半導體 行業協會集成電路分會副秘書長阮舒拉、直驅產業聯盟理事長單 位/美的高創營銷中心總監肖強、哈爾濱工業大學劉凱鑫博士、 昆山潤石智能科技有限公司CEO李安東、無錫先導智能裝備股份 有限公司標準化部門郗曉慧,以及蘇州直為精驅控制技術有限公 司總經理劉吉柱,共同圍繞直驅技術在半導體制造領域的應用趨勢以及國產化產業鏈建設等熱點議題,分享了各自的看法及觀 點,現場氣氛熱烈。

  嘉賓們表示,面對國內半導體市場快速發展需求,直驅技 術有了更多的應用場景,但還存在供應鏈上下游信息不通暢的情 況,直驅企業需要深入了解設備企業需求及市場定位,加大研發 投入,優化企業供應鏈,重視精益生產,強化售后服務及持術支 持;另外政府、協會、產業聯盟可以為半導體設備企業與直驅企 業起到牽線搭橋的作用,助力國產半導體設備行業發展。

  直驅技術的應用與旋轉電機技術相比還有一定差距,提高 產品力是關鍵因素,半導體是一個綜合性技術很強的產業,如何 讓研發成果商業化落地,需要通過長時間技術積淀,取長補短。 技術創新的源頭是人才儲備,頭部企業如何發揮引領作用,將 海外優秀的技術與人才引進國內,而高校作為人才培養的基地, 目前很多院校也在設置多學科培養復合型人才體系,通過推行導 師制,指導學生參與項目,不致與市場脫節。半導體產業要形成 良好的生態環境,需要產學研投共同協作,整合各自優勢抱團取 暖,才能有更多發展機會,齊力促進國產化進程。

圓桌對話

  共謀“芯”發展

  艾羅德克運動控制技術(上海)有限公司中國區銷售經理鐘虎華介紹了目前半導體設備在技術開發上存在的瓶頸主要表現在 精度、動態性、穩定性和可靠性等方面,半導體制造的過程由IC設計、硅晶圓片制造、前道工序(晶圓制造、晶圓測試)、后道 工序(封裝、測試以及成品入庫)所組成。相對于機械平臺,氣 浮平臺更適用于平面度要求高、低速穩定性要求高、負載輕、速 度較低等的高精度檢測設備、光波導刻寫設備等場合。

  蘇州直為精驅控制技術有限公司總經理劉吉柱針對晶圓片 (硅片)制造工藝流程方面,分別介紹直驅電機在硅片倒角設 備、硅片CMP拋光設備、硅片清洗設備、硅片外延設備領域的應 用。在IC制造(前道工序)工藝流程方面,直驅電機在IC制造光 刻設備、IC制造機械手、IC 制造量測設備中發揮著重要的作用。 在IC封測(后道工序)工藝流程方面,直驅電機在IC封測切片設 備、IC 封測晶圓缺陷檢測設備、IC封測固晶機焊線設備中也被大 量應用。

  蘇州盛拓半導體科技有限公司產品總監季漢川介紹了半導體 生產自動化過程中晶圓傳輸機械手的運作情況,并對其開發“痛 點”和國產替代趨勢所遇到的難點做了分析,晶圓傳輸機器人是 半導體制造裝備中使用最多的機器人設備,其性能對半導體產業 的發展至關重要。它需要具備高可靠性、高速度和平穩無振動傳 輸晶圓的特性。目前,晶圓裝載裝置、晶圓搬運機器人和預對準 機構都在逐步實現國產替代,但電機、運動控制功放板卡、精密 部件等仍受到國外技術封鎖的影響,因此提高系統底層硬件的自 主性也將是國產化建設的一個關鍵。

  奧茵紳智能裝備(蘇州)有限公司銷售總監樂志勇表示,在全球半導體市場將迎來復蘇之時,將會在以下幾個領域迎來較 大的增長空間:AI帶動的數據中心、服務器;新能源領域帶來光 通訊、功率器件等;MLED批量化應用等。國產設備在光通迅、 功率器件、MLED等高端應用占有率將會快速持續提升;關鍵設 備會取得突破:如光刻、先進封裝、測量等。奧茵紳已將直驅產 品應用在硅片倒角機(整形)、硅片減薄機、外延設備、拋光研 磨、涂膠顯影設備等半導體設備上,并積累了豐富的技術案例和 實踐經驗。

共謀“芯”發展

  Elmo埃莫運動控制技術(上海)有限公司中國區董事總經理陳偉博士表示,Elmo的產品優勢主要體現在PWM 同步(移 動更平穩、更精確)、增益調度(基于位置)、龍門控制(雙 臂)、穩健性和可重復性、先進的輪控系統、EtherCAT表現優異 等方面,可通過“實時”目標位置校正,“實時”更改運行模式 和力曲線,運用先進的調整和運動算法來實現高效運動序列。此 外,他還重點推薦Elmo的明星產品——Titanium系列控制器與驅 動器,其中T-Maestro第三代控制器具備人工智能(AI)與圖像 處理功能,開啟了多軸運動控制新紀元;T-Solo Castanet & P-Jori 新一代雙軸功能安全伺服驅動器基于氮化鎵功率開關技術,最大 功率達40KW,適用于低直流電壓應用。

  通用技術集團國測時柵科技有限公司市場營銷部長李向象主要介紹了企業及產品應用案例,并重點介紹了國測時柵利用時空轉換思想設計出的、用時間量測量空間位移量的高精度位移傳 感器,通過“時間測量空間”來提高位移測量精度,形成了“利 用時間脈沖構成空間位移測量基準”的原創學術思想和“時柵傳 感”這一重大技術發明。與光柵的原理和工藝完全不同,測量原 理和傳感方式決定了時柵具有獨特優勢:從測量原理上具備了高 精度和高分辨率的基礎;從傳感方式上決定了其環境適應性強的 特點。

  杭州三相科技有限公司總經理助理胡羽飛認為高效直驅電機技術的開發關鍵表現在高效高功率密度、溫升問題、轉子模態、 應力及保護、工藝性等方面。針對這些問題點,三相科技在直驅 電機領域深耕多年,其產品具有功率密度高、溫升低、精度要求 高等特性,目前在高速空浮軸承風機、低速大力矩場景、機器人 一體化關節應用等方面積累了豐富的技術應用案例。

  杭州利珀科技有限公司產品經理曾航明介紹了利珀系列機 器視覺軟件產品及半導體行業應用方案,其產品分為三個系列: IntelliBlinkTM:靈閃是一個自主研發的通用視覺檢測平臺,可以 快速高效構建機器視覺解決方案,簡化機器視覺系統實現的復 雜度;LPV:是為各個工業檢測領域的機器視覺應用而設計的 視覺算法開發工具包SDK,目前涵蓋100+個2D模塊和3D模塊; IntelliBlinkTM:是AI標記樣本、生成樣本、訓練深度學習模型的可 視化平臺軟件,可與IntelliBlinkTM進行數據互聯。

  睿工業直驅賽道負責人劉樂妍做了《中國工業自動化&直驅 市場回顧與展望》的報告演講:2024上半年,鋰電池&光伏行業 產能過剩,投資增速有所放緩,這兩大新能源行業設備需求大幅 減少;傳統機床、激光加工行業保持平穩;電子、半導體行業需 求增長,但整體驅動力有限,整體市場規模依舊有所下降。

全球半導體市場

  長遠來看,直驅產品依舊存在巨大發展前景,市場規模能夠 保持增長:多行業對于加工效率、加工精度要求逐漸提升,電子 行業如AR\VR等產品類型逐漸增多、半導體行業高端設備國產化 率逐漸提升、五軸直驅機床滲透率逐漸提升等,擴展出更多直驅 產品的應用場景,有利于提升市場規模。值得關注的增量趨勢包 括:電子制造行業折疊屏、曲面屏帶來自動化產品需求增長、半導體行業Bump(凸塊)、TSV(硅通孔)、RDL(再布線)等先 進封裝對設備的需求量維持增長,泛半導體如光模塊、磁懸浮柔 性輸送線等新興應用領域的應用量同樣保持穩定上漲。

無錫直驅技術與半導體應用發展論壇

  今年的“2024無錫直驅技術與半導體應用發展論壇”是由中 國傳動網、運動控制/直驅產業聯盟、深圳市工業運動控制產業 協會主辦的第二屆華東地區半導體行業活動,通過此次論壇活 動,促進了直驅零部件企業與國內優秀的半導體設備上下游制造 企業之間的溝通與互動,以利后繼合作,共享資源、互補優勢, 共同推動該領域技術創新與市場開拓,全力助力中國半導體產業 鏈的升級與發展。

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