上个月一个做半导体设备的兄弟找我喝酒,喝完跟我说了个事儿。
他们公司是给芯片封装厂做设备的,前几年核心部件全是进口的——运动控制卡用ACS的,伺服用科尔摩根或者倍福的,视觉用康耐视的。去年开始,客户提要求了:国产化率要到60%,今年要求到75%。
没办法,他们公司开始把进口的运动控制卡换成国产的,伺服换成汇川或者埃斯顿的,视觉用海康或者奥普特的。结果麻烦来了——国产的硬件便宜是便宜,但软件支持和调试工具跟进口的差了不是一星半点。原来用ACS的控制卡,编程环境、调试工具、技术支持都挺成熟。换成国产的之后,有些厂家的手册还是中英文混写的,有些技术支持打电话过去连自己产品的API都说不清楚。
他就跑来问我能不能帮他写运动控制程序,主要是PTP定位和直线插补。
这事儿让我琢磨了好几天。半导体设备国产化,表面上看是硬件采购的事,实际上是给了我们搞PLC的一个新赛道。
半导体设备里PLC能干啥
很多人觉得半导体设备离PLC很远,以为都是专用的运动控制卡加PC。其实不是这样。
我自己去年参与过三个半导体相关的项目,给大家说说:
项目一:晶圆分选机。 一台机器把测试完的晶粒根据良品、次品、废品分到不同的Tray盘里。动作就是X-Y-Z三轴取放,外加一个旋转平台做角度调整。客户原来用专用的工业PC+运动控制卡,成本一台下来光控制器就要两万。我给他们换了S7-1200+三个V90伺服的方案,控制器成本压到三千多。PLC做点位表和逻辑控制,通过脉冲控制伺服做PTP定位。节拍从原来4秒一颗干到2.8秒一颗。
项目二:自动金线焊接机的上下料系统。 金线焊接机本身是专用设备,但它的上下料系统(把引线框架送进焊机,焊完再取出来)完全可以用PLC来控制。我用了三菱FX5U+步进电机,一个循环12秒,跟焊机本身的节拍正好匹配。这个客户后来把同类型的12台机器全部改了。
项目三:半导体清洗设备的温度/液位控制系统。 这个反而最传统——就是多点温度采集加PID控制,再加液位检测和报警。但客户要求的数据追溯和配方管理比一般工业设备严格得多:每个晶圆批次的所有工艺参数要记录到数据库里,留档至少5年。我用了S7-1200+SQL数据库的方案,成本控制在客户预算以内。
为什么说这是个新机会
前几年半导体设备搞国产化,主要盯着光刻机、刻蚀机这些核心设备。但2025-2026年,风向变了——封装、测试、分选、清洗、划片、贴片这些”后道”设备,国产化的力度突然大了起来。
原因很简单:前道设备(光刻、刻蚀、沉积)技术门槛太高,国产化进展慢。但后道设备的技术门槛相对低,三五年就能做到可替代的水平。而且后道设备数量大——一个封装厂可能有上百台分选机、几十台划片机、几十台贴片机。这些设备的控制系统,大多可以用PLC来实现。
我跟几个设备厂的兄弟聊了一下,他们现在最头疼的:一是找不到懂运动控制的PLC工程师(会伺服定位、电子凸轮、多轴插补的),二是找不到能把PLC跟视觉系统(海康、奥普特、大恒)对接起来的工程师。
说白了,市场上不缺会写”起保停”的工程师,但缺能写运动控制、能打通视觉和PLC通讯的人。
想入这一行需要补点啥
如果你有心往半导体设备方向靠,我个人的建议:
- 运动控制是基本功。 至少精通1-2个品牌的伺服控制,不是能转就行的程度,而是要会调增益、会整定惯量比、会调位置环速度和加速度。半导体设备的精度要求比一般包装设备高一个数量级。
- 视觉基础要有。 不要求你会写视觉算法,但是要知道触发信号怎么给、结果怎么读、通讯协议是啥。现在国产视觉的SDK越来越开放,很多直接走Modbus TCP或者Profinet跟PLC通讯。
- 数据追溯是刚需。 半导体行业对数据追溯的要求极其严格——每一个产品的每一个工艺参数都要记录。不会PLC跟数据库打交道的做不了这个行当。
- 安全标准要懂。 SEMI S2(半导体设备安全标准)是绕不开的。安全继电器、光幕、急停回路的设计都有具体要求,不是随便接个按钮就行。
实话实说
说实话,半导体设备行业的项目确实比食品包装、物流仓储这些累。要求高、检查多、文档量大。但同样的项目,利润也是食品线的两到三倍。
而且这个行业的客户黏性很高——只要你的设备稳定运行半年不出大问题,后续的维护和新项目基本都给你。去年那个分选机的客户,做完第一台之后,同系列的另外7台直接签了合同,都没让第二次报价。
当然,也不是所有人都适合。如果你习惯了做食品线、包装线那种”差不多就行了”的项目节奏,半导体设备这块你可能会觉得客户太刁。但如果你想往高端走一走,这确实是个方向。
随便写写自己的感受。有没有也在做半导体设备工控的兄弟?评论区聊聊你们遇到的情况。