新质力 芯创造 ——2024 无锡·直驱技术与半导体应用发展论坛圆满举行
文:文 / 编辑部2024年第五期
导语:8月30日,由中国传动网、运动控制/直驱产业联盟、深圳市工业运动控制产业协会主办的“2024无锡直驱技术与半导体应用发展论坛”在无锡举行,本次活动汇聚了一批优秀的直驱技术、精密运动控制领域的企业代表,与无锡当地的先进半导体制造业一道,共叙 “芯”未来、共谋“芯”发展!
共叙“芯”未来
活动伊始,江苏省半导体行业协会 执行顾问于燮康首先致辞祝本次论坛活动 圆满成功,他指出,尽管2023、2024年 全球半导体市场仍然处于产业周期性下行 的底部位置,但AI人工智能、汽车电子等 细分市场取得了较为明显的成长。在中 国部分,2023年整体半导体市场保持平 稳增长,特别是半导体设备市场呈现出逆势上升的势头,据统计,2023年中国 半导体设备的总体销售收入同比增长达 89.4%。江苏是目前全国集成电路产业的 重要基地,无锡更是中国半导体产业的聚 集地。2023年,江苏省集成电路设计、 制造、封测三大产业销售收入合计超过 3200亿元,同比增长约2%,产业规模总 量保持全国前列,其中,半导体设备和材 料市场的销售增长尤为突出。
由于以前大部分国内半导体生产面 向的都是海外客户,使得在早期半导体设 备的大批量采购中,国产设备的应用比 例非常低,而在产业格局发生巨大变化的 今天,保障供应链安全和建设自主可控的 半导体产业链已成为国家重要的发展战略 之一,半导体设备的国产化率正在逐步提 高,这也为中国设备、零部件、材料等行 业企业带来了巨大的利好机遇。零部件是半导体设备的核心和基础,涉及的种类繁多,精密零部件的技术 突破、品质可靠性直接关系到半导体设备的精度和稳定性,也影 响到半导体设备的生产效率、制造成本和使用寿命,同时也支撑 着半导体工艺持续朝着高精尖方向发展。
直驱产业联盟理事长单位、美的高创营销中心总监肖强在演讲中对新质生产力如何促进半导体产业发展阐述了自己的观 点,他认为,每一家企业都应当根据国家既定战略规划,将创新 成熟的产品和技术通过技术转移应用于各个产业,高创传动专心 于核心零部件产业,垂直整合技术,创造新赛道。虽然高创已经 积累了大量底层的应用经验,但如何更好地促进中国半导体行业 发展,仍然需要和上下游企业共同协作,紧密联系,共创良好生 态,才能真正帮助国内关键制程设备实现批量化生产。
此次论坛由奥茵绅智能装备(苏州)有限公司总经理耿新红主持,当天多位直驱电机企业、半导体设备厂商及协会、专家发 表精彩演讲,共同探讨直驱技术与半导体产业如何创新融入。
哈尔滨工业大学刘凯鑫博士介绍了其团队在超精密光刻技术 研发及光刻装备相关项目的进展情况;在谭久彬院士的带领下, 该团队专注于运动台技术和超精密测量与基准技术的研究,通过 项目应用,针对高端装备在控制方法的三大核心技术难点展开攻 关:一是高速度、高加速度、高定位精度的兼顾;二是全耦合多 自由度运动体的协同控制;三是结构模态与控制带宽的矛盾等。 对此,哈工大团队提出了四个具有自主知识产权的技术,包括:高动态运动轨迹生成与整形技术;多自由度高精充智能解耦技 术;面向多源重复性扰动的迭代学习技术;面向柔性运动台的冗 余驱动技术等。
昆山润石智能科技有限公司CEO李安东详细介绍了当前全 球半导体产业的整体市场趋势、技术发展路径,并分析了中国半 导体产业链企业如何能够在其中找到发展的机遇。他认为在半导 体市场快速发展的阶段,国产化建设将迎来三大机会,同时也存 在着两大潜在机会和两大挑战,三大机会包括:薄膜沉积和刻蚀 设备的需求量会随着制程进步、结构三维立体化而有所增加;先 进封装迈向系统整合并重塑产业链格局;先进封装实现高密度互 联,效能提升。两大潜在机会是:面积使用率与成本优势,扇出 型封装延伸至面板级载体;“出海”APT东南亚及海外半导体供应 链转移趋势。两大挑战有:移位带来的良率挑战;以及较大的载 体面积和较厚的载体造成严重的翘曲问题。
无锡先导智能装备股份有限公司标准化部门郗晓慧介绍了 全球电动汽车发展趋势及汽车电池制造装备的现状与前景,并针 对伺服技术所面临的机遇与挑战进行了阐述。他认为,国内电动 汽车产业已呈现供过于求状态,而欧美地区的电动汽车渗透率 不高,所以市场增长仍有巨大空间,这也给国内电动汽车电池企 业提供了更多的机遇。就伺服驱动器而言,无论是在圆柱电池还 是方壳铝型电池设备市场上,目前700W以下伺服系统的占比高 达70-80%,但对于欧美市场依然还存在以下挑战:750W驱动器电压等级不匹配;驱动器安装空间需增加40%,可以运用高空间 利用率驱动器设计方案,即降低槽满率和电柜空间;提升设计效 率;提升施工效率这三个方法来解决上述问题。
高创传动科技开发(深圳)有限公司产品经理宋宁一表示, 在中国半导体行业蓬勃发展的当下,高性能驱控技术成为了加速 设备性能飞跃的关键引擎,高性能、微型化、高集成度的驱控 技术可以帮助实现半导体设备速度与精度的几何级提升。高创 凭借HD算法、振动抑制及基于频域分析多项式控制等三大核心 技术,为半导体制造行业带来了革命性变革。高创运动控制解决 方案在半导体行业被广泛应用,涵盖6寸半自动划片机、晶圆切 割、固晶机等多个关键环节,不仅显著提升了生产速度与精度, 更确保了半导体制造过程的高效稳定,推动了半导体设备性能的 几何级飞跃。
PI普爱纳米位移技术(上海)有限公司产品市场经理凌平介绍了目前公司重点关注于四个方面的发展:数字化、生命科学、 自动化及科学发展。从晶圆级到芯片封装,PI可提供整个价值链 的运动控制平台及解决方案。他重点介绍了在PI常州工厂生产的 MetroTM半导体晶圆检测运动平台,它可以灵活、轻松地进行自动 控制,其XY轴可进行精密步进和稳定运动;θ轴可对晶圆或基板 的精密旋转分度和对准;Z轴可进行精密晶圆对准。
在接下来的圆桌对话环节,本次活动特别邀请到中国半导体 行业协会集成电路分会副秘书长阮舒拉、直驱产业联盟理事长单 位/美的高创营销中心总监肖强、哈尔滨工业大学刘凯鑫博士、 昆山润石智能科技有限公司CEO李安东、无锡先导智能装备股份 有限公司标准化部门郗晓慧,以及苏州直为精驱控制技术有限公 司总经理刘吉柱,共同围绕直驱技术在半导体制造领域的应用趋势以及国产化产业链建设等热点议题,分享了各自的看法及观 点,现场气氛热烈。
嘉宾们表示,面对国内半导体市场快速发展需求,直驱技 术有了更多的应用场景,但还存在供应链上下游信息不通畅的情 况,直驱企业需要深入了解设备企业需求及市场定位,加大研发 投入,优化企业供应链,重视精益生产,强化售后服务及持术支 持;另外政府、协会、产业联盟可以为半导体设备企业与直驱企 业起到牵线搭桥的作用,助力国产半导体设备行业发展。
直驱技术的应用与旋转电机技术相比还有一定差距,提高 产品力是关键因素,半导体是一个综合性技术很强的产业,如何 让研发成果商业化落地,需要通过长时间技术积淀,取长补短。 技术创新的源头是人才储备,头部企业如何发挥引领作用,将 海外优秀的技术与人才引进国内,而高校作为人才培养的基地, 目前很多院校也在设置多学科培养复合型人才体系,通过推行导 师制,指导学生参与项目,不致与市场脱节。半导体产业要形成 良好的生态环境,需要产学研投共同协作,整合各自优势抱团取 暖,才能有更多发展机会,齐力促进国产化进程。
共谋“芯”发展
艾罗德克运动控制技术(上海)有限公司中国区销售经理钟虎华介绍了目前半导体设备在技术开发上存在的瓶颈主要表现在 精度、动态性、稳定性和可靠性等方面,半导体制造的过程由IC设计、硅晶圆片制造、前道工序(晶圆制造、晶圆测试)、后道 工序(封装、测试以及成品入库)所组成。相对于机械平台,气 浮平台更适用于平面度要求高、低速稳定性要求高、负载轻、速 度较低等的高精度检测设备、光波导刻写设备等场合。
苏州直为精驱控制技术有限公司总经理刘吉柱针对晶圆片 (硅片)制造工艺流程方面,分别介绍直驱电机在硅片倒角设 备、硅片CMP抛光设备、硅片清洗设备、硅片外延设备领域的应 用。在IC制造(前道工序)工艺流程方面,直驱电机在IC制造光 刻设备、IC制造机械手、IC 制造量测设备中发挥着重要的作用。 在IC封测(后道工序)工艺流程方面,直驱电机在IC封测切片设 备、IC 封测晶圆缺陷检测设备、IC封测固晶机焊线设备中也被大 量应用。
苏州盛拓半导体科技有限公司产品总监季汉川介绍了半导体 生产自动化过程中晶圆传输机械手的运作情况,并对其开发“痛 点”和国产替代趋势所遇到的难点做了分析,晶圆传输机器人是 半导体制造装备中使用最多的机器人设备,其性能对半导体产业 的发展至关重要。它需要具备高可靠性、高速度和平稳无振动传 输晶圆的特性。目前,晶圆装载装置、晶圆搬运机器人和预对准 机构都在逐步实现国产替代,但电机、运动控制功放板卡、精密 部件等仍受到国外技术封锁的影响,因此提高系统底层硬件的自 主性也将是国产化建设的一个关键。
奥茵绅智能装备(苏州)有限公司销售总监乐志勇表示,在全球半导体市场将迎来复苏之时,将会在以下几个领域迎来较 大的增长空间:AI带动的数据中心、服务器;新能源领域带来光 通讯、功率器件等;MLED批量化应用等。国产设备在光通迅、 功率器件、MLED等高端应用占有率将会快速持续提升;关键设 备会取得突破:如光刻、先进封装、测量等。奥茵绅已将直驱产 品应用在硅片倒角机(整形)、硅片减薄机、外延设备、抛光研 磨、涂胶显影设备等半导体设备上,并积累了丰富的技术案例和 实践经验。
Elmo埃莫运动控制技术(上海)有限公司中国区董事总经理陈伟博士表示,Elmo的产品优势主要体现在PWM 同步(移 动更平稳、更精确)、增益调度(基于位置)、龙门控制(双 臂)、稳健性和可重复性、先进的轮控系统、EtherCAT表现优异 等方面,可通过“实时”目标位置校正,“实时”更改运行模式 和力曲线,运用先进的调整和运动算法来实现高效运动序列。此 外,他还重点推荐Elmo的明星产品——Titanium系列控制器与驱 动器,其中T-Maestro第三代控制器具备人工智能(AI)与图像 处理功能,开启了多轴运动控制新纪元;T-Solo Castanet & P-Jori 新一代双轴功能安全伺服驱动器基于氮化镓功率开关技术,最大 功率达40KW,适用于低直流电压应用。
通用技术集团国测时栅科技有限公司市场营销部长李向象主要介绍了企业及产品应用案例,并重点介绍了国测时栅利用时空转换思想设计出的、用时间量测量空间位移量的高精度位移传 感器,通过“时间测量空间”来提高位移测量精度,形成了“利 用时间脉冲构成空间位移测量基准”的原创学术思想和“时栅传 感”这一重大技术发明。与光栅的原理和工艺完全不同,测量原 理和传感方式决定了时栅具有独特优势:从测量原理上具备了高 精度和高分辨率的基础;从传感方式上决定了其环境适应性强的 特点。
杭州三相科技有限公司总经理助理胡羽飞认为高效直驱电机技术的开发关键表现在高效高功率密度、温升问题、转子模态、 应力及保护、工艺性等方面。针对这些问题点,三相科技在直驱 电机领域深耕多年,其产品具有功率密度高、温升低、精度要求 高等特性,目前在高速空浮轴承风机、低速大力矩场景、机器人 一体化关节应用等方面积累了丰富的技术应用案例。
杭州利珀科技有限公司产品经理曾航明介绍了利珀系列机 器视觉软件产品及半导体行业应用方案,其产品分为三个系列: IntelliBlinkTM:灵闪是一个自主研发的通用视觉检测平台,可以 快速高效构建机器视觉解决方案,简化机器视觉系统实现的复 杂度;LPV:是为各个工业检测领域的机器视觉应用而设计的 视觉算法开发工具包SDK,目前涵盖100+个2D模块和3D模块; IntelliBlinkTM:是AI标记样本、生成样本、训练深度学习模型的可 视化平台软件,可与IntelliBlinkTM进行数据互联。
睿工业直驱赛道负责人刘乐妍做了《中国工业自动化&直驱 市场回顾与展望》的报告演讲:2024上半年,锂电池&光伏行业 产能过剩,投资增速有所放缓,这两大新能源行业设备需求大幅 减少;传统机床、激光加工行业保持平稳;电子、半导体行业需 求增长,但整体驱动力有限,整体市场规模依旧有所下降。
长远来看,直驱产品依旧存在巨大发展前景,市场规模能够 保持增长:多行业对于加工效率、加工精度要求逐渐提升,电子 行业如AR\VR等产品类型逐渐增多、半导体行业高端设备国产化 率逐渐提升、五轴直驱机床渗透率逐渐提升等,扩展出更多直驱 产品的应用场景,有利于提升市场规模。值得关注的增量趋势包 括:电子制造行业折叠屏、曲面屏带来自动化产品需求增长、半导体行业Bump(凸块)、TSV(硅通孔)、RDL(再布线)等先 进封装对设备的需求量维持增长,泛半导体如光模块、磁悬浮柔 性输送线等新兴应用领域的应用量同样保持稳定上涨。
今年的“2024无锡直驱技术与半导体应用发展论坛”是由中 国传动网、运动控制/直驱产业联盟、深圳市工业运动控制产业 协会主办的第二届华东地区半导体行业活动,通过此次论坛活 动,促进了直驱零部件企业与国内优秀的半导体设备上下游制造 企业之间的沟通与互动,以利后继合作,共享资源、互补优势, 共同推动该领域技术创新与市场开拓,全力助力中国半导体产业 链的升级与发展。
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