泛半导体产业黑灯工厂发展研究洞察白皮书 2024.docx

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1、温半导馋产业I1.灯工厂凌晨跚究洞察白废书CONTENTS011.OFA开启黑灯工厂之路场半导体产虹OFA应用场景分析泛半导体产业黑灯佳实践C:华为；公开JW；亿欧“电气升级机第效数控系统，生管智能爆灯工厂，率提高系统，H益生产A1.为主，人为搐德国萨尔大学希尔教授智能工厂架构图以订茶为核心的运营平台以产品为中心的研发平台MES/自组织CPS（费博物理系统）以MES、S蟾J理系统为核心的生产管控平台IT与OTii合打造黑灯工厂，实现自感知、自决策、自适应GIOrySOftreaHS黑灯工厂建设松递一系列新技术或新系统的单纯应用产自动化为维世涉及数字化、网络化等信息化系统，”-；璇厂一定要有全局

2、的概念与系统的思维C首蝴岸实时分析-自主决策-精准执行-学习提升”。这二,而是f城影响到车间各个层面，甚至是可以影响到峰礁面的综合性工程。它既涉及生计划调度、生产工艺、物料配送、精益生磁诿全环保等各种因素。因此，要实现到企业内部纵向集成，即打通从企业管到设备终端的数据流、信息流，实现“状智能计划持产智能制造首先要从计划源头上娴计划的N字性、精淮性。同工作优斯仍就是CPS1.博用理系镀q俺企业中的具体应用.一.：$笊,UAMWIPEQPSPCPRDSCHMONITOR制造大敌州KM知识管理ADCUI犯网像自动也别BotS泛程自动化设备控制MCSFDCAPCEAP1.ineContro1.EMS物

3、流磔J毡误便渤分类%ieOSS*J谀蓄自动化Hine腔J设备管犁物流设都通讯办议独立设备1.OFA黑灯工厂助理PCC/RCM运坂控IM管理1.OFA以数字技术为核心，应用AI视觉检测、RPA与大数据相关技术从软件层面打造工厂智慧中控大脑G1.orysoftTenBS1.OFA(1.ightQft-1PctoryAssistant)作为全自动化工厂中控A陀别及翻#,致力打造工厂的智I1.中控A1.大脑。一入口，集成工厂管理需求展示、控制、技能组件、流程自动代操、1.OFA灯工厂助理解决方案1.OFAS灯工厂助理：ra%下PCCRCM可以通过人机交互,东宝双附多台设出的同步报整灯状态差?2町杭台界

4、面充到推作功电“于人工wrnn法名，执行球电自动分吴、WStaiejKW界面字符识别等嗖E1知,iDE喷测.一,TM.J二BSiP最隹参数，下达给设备：BiJg表1对产爵图胆16定便、缺陷分类、婚致享生产痕率趋势等的数竞aE汇总和分析KM知识骂或舱、S0P字上KM：皿；CMK手导体,是数字经济的重要基石，设备自动化程度普遍较高，需从软件层面提升智能控GkxysatY制揭犍 半导体产业智蟀礴度高于其他产业，但细分行业之间仍有较梗峰C随着芯片制程的不断突破，芯片靠人工秘脸经不可乾，新建12厂自动化程度相当髀V而61及以下工厂仍存在设备联网程度不凝电动化程度较低的痛点。此外，SMK封私球?HB等相关

5、产业也面临相同隔点，未来仍现灌弄空间。.0靖C0铲14个行业的智能工业成熟度指数发展状方离散制总业智能控制规模及增速（亿美元）V能工厂成熟度O半导体物流汽车。航空航：磅医疗科技感石油4天然气（上质i崂黑T精密部件行业一致性不解U.的苫:W玄；.,但由于产业技,再到下游的终端应用,特别是前道晶圆制造、后道封装测试以及半导体IC产业技术壁垒高、资金投入大，产业链细分化发展以提升研发效率业不断发展, 在全球竞争加瞰脸鼓励以及技术进步的驱动下，中国半导术壁垒和省谖援褊求大，因此不断朝更细分、更先进的藕） 半导的设第业伍从芯片设计，到晶圆制造、封装测赠蜀套组装，具有产业链条长、环节工艺复杂等特点。,芯片

6、设计您迨三i）终达应用X、（澹SMT星当前主流的蛆装技术重费产、人才在内得疗业升级依靠人员技艺及材料突破骼。圃嗓质封装占比将持续提升”UIQ9更高的生产效率和更低的位耗材，建渐为BMmiR寸，新“BT3以12。三.I司E1,示驱动、电源菅理芯片、分立器件、车戏半导体等需求的,;./.s-t. 先进制程不断透步，短期内FInFET精仍为土流-i11FEJ-fJ22nri：-；1-X辛湍.二相AAI智瓣Ij优化，疮瑜脑和技术生信要求更品，在谯榭金舲迅芯片梅怔尺寸接近鞭理极波，先速封林技术Jt为Ii埃摩尔定律的重要途径。半导体到潮市埼将抱钱的小S!化、9JS.化、低功耗方圆发展，同时附哂更高的先迸封

7、装占切：1,!！ 前置厂给给探索先进封装W1.ttXSSiMOttXS.WFab:：,，、近年东，Fab弼曲赛银域投入力度不断埸加，探索技术与姚徜后,进一步影畸先进封装产业链竞争格局.在电子产品小雪化需求IS势下，组装密度更后的SMT技术Jt为蛆装技术需求主海 差异化服务逐渐成为竞争优挎SMTT艺成熟，行会竞争i图，修生了更多11异化蕙宪需求，尤其是汽车电子、云疗电子等高附MTS领鼠这生领财松治自动蹴异形件玷薇格件的可靠住要求更高，S动SM1.事W通整体工艺水平和效率的送一步援升It氽.，郑h嚓来发展将与封涌结合，推曲P技术发展13IMg来源：专家访谈；2欧售客O现阶段，先进封装主要应整体市里

8、增量来源于汽车电子、数据中心和消费电子，各类芯片对先进封装技术需求不睛挺超随着高性能计尉喊5G等技术的快速扩张，Ak存储、用于消限露承9未来在汽车电子、数据中心、电信基建惠浜也5./：之髭314逻辑芯片I1,772高速增长FC.肥髓辎嗨绑即三ME呵巾，并带动存储芯片4事垢馒KFC3Dv喊IMrF港汽车电子、消费电子银域的持媒用秒将磐动存fit芯片需求地加，市场1,555短少NQFN、，蹩郎、SiP观校有望迸一步增长，.y作*EI600高的长力金需产暮疆凝脚嘘雕3以MEMS城易通信芯片530翅步增长FC、2.5D/3D、停，幡修同、，联网、人工舱等新兴应用假域的指及和源化，通值芯片ItMWB.S

9、iP放，将保将。步增长.电源芯片h400粒步增长FCxFO.WBvM子设备数量及种类常域增长，电能应用效里管理日起重要，希动电源芯片需求QFNxEDsSiP之4：先进封装工艺需求未来市场预期说明2022年各芯片类型市场规篌季导体IC整体面临成本、良率与招工的三大挑战升挑成，以及行业人才招工难、从半导体IC产资本集中程度进一步提升制程工艺演进带来良率提升新院故行业人才存在缺口，企业招工难、用工难前道鼻BI制造和后遗封制均为重资产投入产业半导体产业技术JMHK,Ji会投入巨大，将别是的道的aew造环节和后道的封测环节，均为费产投入产业.肉眼不可鳏，缺陷定位5HieeUt通过工具援摘W三ft,如何在

10、研aWM9Kfittntn+a*.过往，及*许只*ab厂j：，.1，：I.r，半导体产业以人才更动，当前缺口较大28。年中国，导化/山公F.-.II?02：，-r-;4.-；郡种为例，当前缺工Z和生产方番的人才，且与产业IM它环节帼比，品哂道岗S更经的ID业知识，织工Jt度更大C品典制巷和封涌环节的设备投责占比，SMT产业利润压绢，全需降本增效-SMT产业技术J1.f1.Mw例1.三11M相对更低，Sft企业之H.内TF1.,HFttn而场竟州局，在JtIS景下，存在较嬴的海本缗效需乳封装时E郑瑞力将改变芯片晶体管特性在芯片驱旗W韩间，应力是不一样的，用怜蜕的方丈去监堂会与或够野田间总要解决同

11、匡就零J1.aH厂K)abess与同合作,城转体政制从设计到生产同封装洌试的全产业基管理和拄江,，SMT贴装仍面IIS人工误判率高的寤点SMT贴片加工过程中，元寄件的变装和田接为关取环节，可罢出5!必片位麻工短涿停接不艮等温余，从而影)生产效本而传笠券AO展外能在一定程度上险期出产品疑路.但碗事仍恃提高，且短建预酒损坏零件的外观，舞要A联术斌能险溺港确工招喊难，对设备操作要求较高5奄岁正式员工用缺的河闻，尢其在工厂击大采用学生工的现象导致员工浣动货箱1.导致对自动化升雄的索迫度登开。附着郢溜解W厂犒毅渊E媪称器代，操作人员需要J1.备持然学习和快速接受专业BJ识的能力，ISJ内经整事富的撞作人

12、员无途有效地传承蛤新员工，为此利知识理体系的霍求也日益it虬设备责本投资量,霓要寻找降本新路径位亭搪以T,甯寻找更相准的方式识别缺陷并改昌行业升级依强人员技能,人员互相流动下歪箫有效沉淀经骏、知识的方法与工具15半导体前道环节自动化水平相对较高，但仍普遍存在人员误差高、数据孤岛、设备维护效率低、智能化水平有待提升等痛点现阶段，中国挪徉导体前道Fab厂都已实现单个环节机台哪酰&化，甚至部分头部工厂已采用带有智能蟒健的设备，但普遍存在设备和生产环节之短嫡藉以互通的痛点，因此下一步升级需在当期基础上实现各生产环节和机台设备的数据打好V,潸潸Q潸减少人员错误尽附ab*通过设备岫化开皴可以在一定0度上阳

13、EE人员误差，但产线上仍存在大量人机结合操作环节。人工操作存在误差率且稳定性难以保证，宜授彭响良率，因此需要有更加先进的方乎Q：少人员窃误。Ce三变的衔接效率提高主量体现在J1.ir定位与at决上。例如前一工艺环设备维修环节效率提高目A1.Fab厂在设备傅修方仍主依鼻人时与操作，要想具正实现黑灯工厂，需要将过去发生的问题或不良的经聆封装迸系绸K件中，声IK能到设备的施修环节。虽然不籁完全脱离人，但能在很大程度上实现降本提效C节出现参数异常问题时，FabF望在下一个环节可以对问题进行自动定位及自主纠正，即在后面的工艺环节自动化、智能熊潜朴前面流程的问鼠Ca机台设备的自主校正三MM,设备机台独生问

14、后无法实现主校正,仍需人员8支持。当设备预督时，需要人员现场确认后校正，该项工作重复度较高，可以通过一定的技术手段提升，最终实现设备问题的自动检17ft三9:专家访谈；ew各个生产环节以及各个工厂实现上述数字化升级之后，还面崎冬环节、不同工厂间的数据打通帚求。对于单个工厂来说，各环节数据采集上来后索要在数据平1上做整合，经过模型计算后原能决策；站在整个企业的角度来看，不同工厂面向的下游客户领域不同，榻费电子、汽车、医疗电子等客户对于产品的要求是不同的，例如薄电子对于可靠性操作要求较高，高端消费电子品牌对品质要求也很高，和汽车工厂的数据遂行整合分析，也将对企业整体的；娘近，因此在产品一致性的情况

15、下，将不亶大价值。21ft三9:专家访谈；ew5典,而崎下湖高用2值应用领域对判图准确率要求的提高 对于鲫龄BE疗设备、汽车电子0PCBA下海应用缴械来说淄&欧联，对SMT贴片后要求100%质检，且对判善星璃军笨琬冬7媛*C媛人员工作量大,误判率较高梦 初时I法雄以舞穹饵点的多形态将fE,从而加履件人员复判的工作员； 此外，过多的谟利和长时用的工作容易易败慑作人员篁劳，漏检的风险也胞之增加。过去，AOI设备编程需手动配置上百个检验参取费时费力，而基于A1.技术可实现分锹SAOI程序自动生成，及少人工干预。在检洌SMT组件（如芯片、集成电路、邮脸的缺陷时，传统JI法常要草掖培训，谡报率也较高，而

16、通过AI技术巩琳展沼低对比度字符，并对曲陷进行智熊分类，有助于根因分析和问题回解称摄作复杂，设备调试时间长 以东电类PC产为例，波毋的毋点影毒熨化大，传他!法It计对Mi试，大大增加调试时间；个）人员的熟练程度要求较直，一旦人员发生流动，便测效果，从而影响生产效率。设备未来壮势： 基于A1.分析，可实超IMg发生AHT和过程爱纠正，例如根据来自停膏险的反慎，动态调整模板印刷机参数，保持最佳体积并降低缺陷率； 通过集成多个0涌点的效,提高工厂数也分析能力，实现设备的涌住雄护，在机器实际发生故陞前进行测住报警; 长期来看，基于A1.的检测与工艺设备的深可帮助生产线实现自主优化，如质量数据，持续调整

17、打印机参数并通过关的P1.的.膏体积与Ao1.的磁确定理想设IC,就举科对PCBA下游高附加值应用领域对判图准确率要求的提高，企业亟需人工智能技术对于检测环节的赋熊工艺制程、技橘期持续推动电子产品朝小型化方向发展，省礴来SMT1.厂对于“轻、薄、短、小”要工哪米提高，而Ao1.检测是保证产品质、提由磁率的关倭环节，但SMT在炉前/炉后Ac）画册面临设判高悔作黛奈等核心痛点，特咂管消费电子、医疔设备、汽车电子等高期捕福终端应用领域来说，对判图的准确率和R礴求不断提高。：w针能述痛点和需求，部分头部企业已开始探索屐践A1.技术的就能，通过A1.技术与Ao1.的融合，於步强化设备功能，溢少人工检潸成

18、本和误报率，可在满足生产需求的同时，优化流程并提高产品质,满足下游高附加值应用领域的需求.PCB脸/If1.tt看对判制第M1.高的倚当I1.SMT工艺段在炉棚M举O1.tt涌上仍面峪核心痛点22来源：专家访读；诺的电子；亿欧皆麻环境问题凸显背景下，光伏成为关注重点，产业竞争激烈导致技术快速迭代在全球气候变共识，典修金至用日益受到国际社会的重机大力开发可离味源、实现碳中和成为全球普遍X资源充足、清洁安全、应用广泛灵活、斜静大等优势。藤箱高纯度多晶硅材料的生产、单晶硅和用品醛输造、续片的生产；中游包括光伏电池片、能源日益枯竭的背景下，可再生能源的源转型加速。在各类可再生能源中，卢亚链通常可以划分

19、为三个主要环节，上游一件以及逆变器环节；下游是光伏发电的应用螺,包括集中式电站和分布式发电，此外还涉皮光伏玻璃、胶膜、支架等辅材环节。光伏电站户用光伏单晶硅片成为市场主流单品成片由于其力学住第盘定住和导电性明显强于多晶残片,P型电池仍是市场主流，N型电池步入快速发展舱段目斛荽泡4主ToPCOn、HJnKM期m*,iHUt*fi分布式光伏占比有望持续逐步成为市纺主流，企业也覆之妫0（字化主要关注的方向C整口屋I1.开发政策推动分故也聚源：公Jw；etw5薄片化”趋势确定薄片化”n,仅使企业对品JS1.M视,华总部优勇、资金优劣、光伏中游产业4秘省份及瞬骗长三角区域的江苏，华中华南地区的SU那蟾，

20、布式光伏增长。25政策引导、产业变革双重因素下，光伏产业亟需通过数字化手段提升管理效率、优化成本结构2022年1月5日杓1.能光伏产业创新发展行动计划（202卜202陶粉法布，提出“十四五”得突破鬻於事犷期间，光伏行业学野朦平显著提升，产业技术创新取光公司数量庞大，除龙头企业外，信息需求行业背景下，如何借助数字化手段提升运营遍低，尤其是中上游的企业，对数字化成为企业重点考虑的课题。左端疆切。产品迭代加速、日益碎片化的客户薄片化、大尺寸化对设备控制精度要求更高数字技术提升光伏企业运营能力求更题数字化、智能化促进设的用核化发JK2021年补贴退坡完成塔着光伏发电戌本的下囊，开始买黄斗站返城机到，2

21、021年，国财于光伏电玷和工序业用分布式光伏新建项目不再朴站；2022年，光伏迸入全面无补MK代.“先退发对光伏行业位个产业也条产生较大的历崎，之前企业密I1.国家补砧鲁公生存压力，而如今，必须通过自身产塘落上升来茨取市场竞争力.。*铲-垂直一体化发I1.要求各环节高效衍接此前，专业化生产厂家更为常见，企业Q本都聚焦在某一个环节,也洒着光伏产业发展逐期成熟，竞争日戒湾烈，S3之供应链价格持侬波动，整个光伏产业开妫货通，fna厂磨也的一体化方内转物效率是全产业德制iS（凌晨的核心是，业务罐伴之后，如何平IB不问环节之河的效率并例黑婀工作，就需要受开iS的自动化水平，上下源快速户脚韵化的要求会更苛

22、刻.媛脩承取达峰碳中和目标提出后，光伏逐渐从次主力能源向主力能源发属，追求规梗化效应不再是其泡一目标，光伏产品到造厂商开始推动产品事折，如电池菊片化、大尺寸化，以号低St片M造成本大尺寸化产朝设备拄制J度要从而提升电气系维稔定性，*a洸伏行业存在大量工艺主机类设备,比如长品炉、切名阳.、电等线设备、电池校葭段设备等.这壁设备可以遇过.深度学习南蜕H法.姑含，即提升Bt化和智能化水平，促遇产品腰持俵堤升。以金常的电穗的引，目前检应金用及是否合珞时，是在生产完成一套线后用电慢来险酒。而在生产已经完成为情况下实施险漉R丈意义不大，即使那II也无法当即浓整，目前，可以通过结合一深度字邓好法实现在线巡噎

23、、实时生产过程监测,提升产品吕恩冰RPA等相关技术助力降低设备操作成本。通过浣程标准化，AIMPA等相关数字技术可以勘化执行规等和重复性的业务流程，降低设备操嘤婢9砥%一大数据分析健升生产环节设第管理效率。通过设备自动化与互联及大数据分析，实现来料质量的前置化管理、生产过程的实时质量问题监控和智能纠偏以及成品运输签收全流程追溯，实现全流程优化和改善C通过A1.f1.t楼厦升缺NIIft评席度以及奴率。通的学习，对光伏制造各检酒环节进提升良率。26加含采源：W家访谀；公开夏料；亿或曾寄产等环节自动化程度次之。如光伏电高，主要原因是生产设备的自动化程度不较高,而在电池片、,但目前准确光伏行业企业数字化实施与生产设备融合程度光伏行业各生产环节生产设备自动化程度及与数字融合效果加趺源：大东时代；CKW:.加含采源：W家访谀；公开夏料；亿或曾寄41FN1.ofa解决方案具有集成优势，可以更加有效满足工厂管理需求GI