AMHS是Automatic Material Handling System，即自动物料搬送系统的简称，它能快速、准确，且平稳地按照工艺流程在生产设备之间搬送物料，主要由传输设备、存储设备、净化设备和控制软件等软硬件共同组成，可广泛应用在晶圆厂（Fab）、显示面板厂、锂电池厂、光伏工厂等。其中，晶圆厂内用采用的AMHS最为复杂，而且随着半导体制程技术的发展，AMHS的要求也越来越高。  

AMHS本质上是属于自动化生产系统，一般来说，自动化生产系统在整个半导体工厂制造设备开支中的占比约为4.1%，其中的70%是投入到了AMHS当中。这几年随着晶圆厂建设数量的增多，以及晶圆厂资本支出的增加，AMHS的市场规模也在快速增长。据SEMI今年3月份发布的《300mm晶圆厂2027年展望报告》显示，全球12英寸晶圆厂设备投资预计将在2025年达到1,165亿美元，2026年达1,305亿美元。可以估算出，AMHS全球整体市场规模在2025年有望达到40亿美元。  

值得注意的是，AMHS市场的集中度很高，日本大福和村田机械两家企业就占了全球晶圆制造领域90%的市场份额，另外还有韩国的SEMES和SFA，以及中国台湾等企业占据较小的市场份额，国内企业所占份额并不多。不过好消息是，近几年国内AMHS企业开始崭露头角，并开始在市场上站稳脚跟了，弥费科技就是其中之一。

AMHS国产化的挑战

晶圆厂中的AMHS是负责晶圆载具在整个晶圆厂中的搬运、存储、传输、调度，是一套数十种软硬件组成的高度自动化系统。其实AMHS出现已经有30多年历史了，从最初的6英寸晶圆厂，到8英寸，再到12英寸晶圆厂，以及未来的16英寸晶圆厂，AMHS在不断地演化。因为晶圆尺寸的变大，需要搬运的晶圆载具的体积和重量也在成倍地增加，再加上先进制程的快速发展，生产工序的日趋复杂，晶圆厂产能的增长，都导致了对AMHS的技术要求也变得越来越复杂。

在弥费科技CTO李宏伟博士看来，晶圆制造中的AMHS系统对可靠性和安全性要求极高，因为一旦出现故障会影响整体产线的运营，会造成巨额损失，单日损失甚至会达到上千万美元，因此AMHS厂商进入半导体领域有着极高的门槛。那么，国产AMHS企业进入AMHS行业面临哪些挑战呢？

他举例说，通常一座12英寸40nm的晶圆厂，如果月产能为4万片的话，会需要用到200台天车，约25~30台大型存储设备和10,000台以上的空中缓存单元，以及其他各种形式的传输、存储和净化设备。

首先是整厂部署挑战。李宏伟认为，目前国产化AMHS产品已经突破了关键技术卡脖子的问题，其面临的更大的难点主要是整厂部署，以及可靠性问题的挑战。因为AMHS光有产品是不够的，这些产品最终都需要去工厂的实际生产环境中部署，而部署时会碰到很多挑战，比如大集群传输设备的长期可靠性、多品牌设备协同通信的适配性、灵活配置和快速调整满足工艺变化、无线网络大数据低延时和高可靠性、复杂场景异常处理的高效处理、长距离轨道布局和软件算法的适配、算法的可扩展性和特殊适配性、以及现场部署和调试对生产影响最小化等。

他特别提到，有些产品在实验室的一系列测试工况下可以正常工作，但到了客户的晶圆厂生产现场，在接入客户上层系统或多设备协同过程中却出现了异常，这时候如何处理就非常关键，特别是如果工厂已经在运行了，如何在生产不中断的情况下解决异常非常重要。

二是技术研发体系挑战。其实不止是AMHS行业，很多国产设备企业都可能都没有建立健全的研发体系。李宏伟承认，在AMHS行业国内目前还处于追赶国际一流厂商的关键阶段，因此在研发上一定要有长期主义，有自己的研发体系，而不是简单的模仿。他特别强调，弥费科技已经有一个正向的研发体系，包括基于全价值链和面向量产的集成产品开发、层次化和集成化的测试验证体系。”李宏伟表示。

弥费科技从一开始就朝着量产的路线在走，特别是现在国产化要求逐年提高的背景下，如何管理好供应链是非常重要的。“我们在产品设计的初始阶段就会做很多的设计审核，选择合适的零部件，为产品的长期迭代做准备。其实当客户愿意用国产产品替代进口产品的时候，他们会非常在意企业的长期研发体系，确保第一代产品也许不那么完美，但接下来的下一代产品可以逐步完善，而不是只是国外产品的简单模仿。”李宏伟解释道。

在仿真环节，弥费科技也花了不少精力。一般来说，AMHS系统设备供应商都会有实验车间，会搭建几百米的轨道对几十台天车产品进行测试，但其实客户的真实厂房环境可能是几百，上千台天车。此时，实验室环境是无法满足测试要求的，就需要搭建一个Fab场景的仿真模拟系统，该系统不是简单的动画模拟，而是每一个设备都要有一个模拟器，需要跟现实中的设备保持一致。弥费科技就已经构建了这样的仿真系统来对其产品进行模拟测试。

三是零部件供应商的选择与验证也非常关键的。虽然说AMHS没有特别卡脖子的器件，但这些器件是否可以长期可靠运行，是需要一个体系去验证的。特别是目前很多器件都采用了国产品牌，如何保证国产品牌能够达到进口产品一样的特性，以及组合起来后仍然可以达到非常高的可靠性，这就需要厂商自己去验证了。

李宏伟在接受芯查查采访时表示，为了保证选用零部件的可靠性，就需要测试平台来验证，但这样的测试平台市面上并没有，因此，弥费科技就自己搭建了一个专门的测试平台来对其所采用的零部件进行检测验证。但是又不能一个零部件测试几年，所以弥费科技做了非常多的零部件级别、模块级别，以及集成相关的测试平台，保证零部件、模块，以及产品的可靠性。

弥费科技的AMHS解决方案

成立于2014年11月的弥费科技，从AMR产品起步，2018年开始涉足AMHS系统的自主开发，至今已经推出了31款产品设备和5款系统软件，其AMHS产品已经通过了19项SEMI、CE认证，累计销售AMHS产品订单8,000余台，客户包括30余家国内外知名晶圆代工厂及IDM企业。

据李宏伟介绍，弥费科技已经成功完成了两家12英寸晶圆厂和一家8英寸晶圆厂的AMHS系统整厂订单交付并投产使用，积累了标准代工厂复杂异常场景下AMHS系统处理和实战数据。未来随着多个项目系统稳定运行的数据叠加先进算法，将不断优化智能化决策支持系统，从而帮助提高晶圆制造厂的生产效率和产品良率。

而且，在当前全球半导体产业竞争激烈的背景下，弥费科技凭借在大陆半导体领域的技术领先优势，加速布局海外市场，产品已成功打入海外知名晶圆制造厂的核心产线。为了更好的服务海外客户，弥费科技在马来西亚设立了配套工厂。不仅实现了本地化装配，还通过全球采购体系，进一步提升服务效率，增强客户满意度。

截止目前，弥费科技自主研发的AMHS核心传送设备天车OHT、存储设备Stocker都已完成多个版本的技术迭代。在软件调度系统方面，成立了X-Lab实验室，基于领先算法持续提升系统效能。该实验室正从大规模调度的全局优化、机器视觉代替传感器、可预测性维护三个方向发力，用AI技术为系统赋能。

 具体产品方面，在硬件上，弥费科技可提供包括天车、空中缓存设备（Overhead Buffer，OHB）、Stocker，净化设备以及物料调度系统。针对一些8英寸的Fab厂，可提供缓冲存储设备（Near Tool Buffer，NTB）及辊道系统（Conveyor）；以及用于产能扩产需求的单台晶圆存储设备等产品。

软件产品有物料控制系统MCS、天车调度系统MSTC、晶圆存储系统MSSC、仿真系统SIM，以及监控系统FabCare五款。

李宏伟强调，弥费科技研发人员占比保持35%以上，研发投入占比20%以上，核心团队均来自半导体晶圆厂，具有半导体晶圆厂AMHS第一手经验。公司全球知识产权共计申请超过250余项，其中发明专利83项，已经有41项获得发明专利授权。核心专利涉及AMHS行业传输、存储、软件、净化，以及零部件等各个环节。

结语

近几年来，弥费科技在AMHS行业表现抢眼，不仅具备了建设整个晶圆厂AMHS的产品成套化能力，而且还建立了正向研发设计能力，从仿真、设计到验证，全体系保证产品质量，产品更是为国内外晶圆厂所接受。看起来整个AMHS行业前景大好，但国产化之路依然还充满荆棘，需要国产企业一路披荆斩棘，走出一条自己的康庄大道。