大呈机器人从掩模版机器人到晶圆机器人，迈向半导体智能制造新时代

在全球半导体行业高度竞争的背景下，核心制造设备的技术突破成为决定产业链自主可控的关键。过去几十年，光刻机、掩模版搬运和晶圆处理技术长期被国外巨头垄断，中国半导体产业一直面临“卡脖子”问题。然而，在这样的环境下，北京大呈机器人科技有限公司的创始人武志刚带领团队，毅然投身这一高技术壁垒领域，攻克难关。

2021年，大呈机器人成功研发出光刻机掩模版搬运机器人，并实现批量化应用。这一突破填补了国内技术空白，使得半导体生产的关键环节实现了自动化和国产化。2022年，武志刚及其团队再接再厉，成功研发晶圆搬运机器人，进一步巩固了中国半导体产业链的自动化能力。

在本次专访中，武志刚向我们讲述了这一系列突破背后的故事、挑战以及对未来半导体智能制造的展望。

突破第一步：光刻机掩模版搬运机器人问世

光刻机掩模版（Photomask）是半导体制造过程中最重要的“模具”，它决定了芯片电路图案的精度。掩模版昂贵且极其脆弱，稍有灰尘或划痕就会影响芯片的质量。因此，其搬运、存储、清洁等环节的自动化处理极为重要。

“我们最早注意到，国内半导体企业在掩模版搬运方面严重依赖进口设备，不仅价格昂贵，而且受制于供应链风险。”武志刚回忆道，“我们当时就想，能不能研发一款国产的掩模版机器人，打破这个技术垄断？”

然而，这并非易事。掩模版搬运机器人必须具备极高的定位精度、洁净度控制以及无损搬运技术。大呈机器人团队经过一年多的技术攻关，成功研发了一套具有纳米级精度控制和无接触真空吸附搬运技术的智能机器人。

“我们的机器人能够在±10纳米的精度范围内完成掩模版搬运，同时采用无接触吸附技术，彻底避免了掩模版表面的污染和损伤。”武志刚介绍道。

该产品一经推出，便迅速获得国内半导体企业的青睐，并在企业的生产线上投入使用。

“当我们看到自己的设备成功替代进口设备，并在客户生产线上稳定运行时，所有的付出都值得了。”武志刚感慨道。

2022年再突破：国产晶圆搬运机器人问世

在光刻机掩模版搬运机器人取得成功后，武志刚并未止步，而是继续向半导体制造自动化的更深层次进军。

“掩模版是光刻机的重要组成部分，但如果我们要真正推动整个芯片生产的自动化，就必须攻克晶圆搬运这一环节。”武志刚解释。

晶圆（Wafer）是芯片制造的核心材料，其搬运过程对精度、洁净度和稳定性要求极高。目前，全球晶圆搬运机器人市场几乎被日本、美国和欧洲的企业所垄断。

2022年，大呈机器人研发团队再接再厉，专攻晶圆搬运机器人技术，重点突破以下核心难题：

1. 纳米级精准定位

晶圆搬运的每一次操作都需要极高的精度，以确保晶圆不会受到任何损伤。大呈机器人团队利用AI视觉识别和高精度运动控制技术，使晶圆搬运机器人具备±5纳米级的定位精度。

2. 无尘无接触搬运

与掩模版类似，晶圆对洁净度的要求极高。为此，大呈机器人开发了一套非接触式电磁悬浮搬运技术，让晶圆在搬运过程中“漂浮”在机器人平台上，避免颗粒污染。

3. 智能协作与自动调度

大呈机器人为晶圆搬运机器人配备了智能联动系统，可实现多台机器人之间的协同工作，提高生产效率。

“这款机器人不仅能搬运晶圆，还能实时监测生产环境、智能调整路径，并与其他自动化设备无缝对接。”武志刚介绍。

经过一年的努力，2022年底，大呈机器人正式推出国内首款国产晶圆搬运机器人，并成功进入半导体生产企业的供应链体系。