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解析ESIS|安徽熙泰智能科技有限公司姜宇:半导体行业5g全联接智能工厂应用
2024-07-19
大家好!很高兴今天上午和大家一起交流我们在5G全联接工厂这块的经验,也欢迎大家提出意见,我们共同探讨。

这是我的简介,我是安徽熙泰智能科技的首席数据官,我原来在京东方集团做了15年,做过SBG CIO、人工智能大数据中心的副中心长以及智慧能源的首席数据官,去年离开京东方来到了安徽熙泰,熙泰也是做显示屏的,只不过它是微显示。我们利用5G在我们的整个工厂建设中做了一些应用,下面我的报告大概分三部分:

第一,跟大家简单介绍一下5G技术发展与现状,5G技术应该说出现时间不短了,而且应用也不短了,我们可能每个手机都是5G的。但是工业上的应用并不见得非常多,这块我还是把发展现状和一些技术的特点简单介绍一下。

第二,给大家分享一下在半导体行业,我们行业进行中应用,以我们公司的应用案例为主介绍。

第三,根据5G技术以及我们半导体行业的发展对未来的趋势展望。

01
5G技术及发展现状

第一部分我分享一下5G关键技术发展和现状。5G诞生背景我想大家都很清楚:

5G技术诞生背景

1.移动互联网迅猛发展。一方面推动了传输效率越来越高、稳定性越来越高;另一方面推动了手机达到顶峰,而且手机应用现在可能在走下坡路。

2.物联网的兴起。万物互联,这块也催生了对通信技术不断更新。

3.4G技术也遇到一些瓶颈。确实是4G技术已经非常快了,但是在真正高可靠性和低延迟这块还是不能够做到在工业上的完美应用。

全球现在5G发展现状前景

第一,各国应该说是商用进展非常迅猛,全球已经有95个国家和地区256个网络应用商提供了商用5G服务,5G网络覆盖范围不断扩大,平均每个国家就有三个运营商做商业应用。

第二,产业链成熟度不断提升。包括设备商、运营商、终端厂商各个环节成熟度不断提升,推动了5G产业快速发展。

第三,融合应用创新涌现。5G技术和云计算和大数据和AI等技术融合催生出诸多的创新应用。包括最常见的无人驾驶以及远程医疗以及像工业上的应用。

5G技术优势

5G技术趋势我想大家都能够体会到:

1.更快的速度。它的传输速率理论上是4G的上百倍,但还是根据各个条件不同不一样。

2.更大的网络容量。

3.更低的网络时延。

5G网络整体架构设计

5G整体网络的架构设计它现在更多也是三个趋势:

1.服务化架构。整个5G服务化架构设计,将网络功能划分多个独立服务单元,这就是5G网络才能实现的,这个功能既要灵活部署同时他们还能够各自单独利用各自的资源。

2.切片技术。这也是一个5G商业应用的核心,它能够为不同的业务提供定制化的网络服务,这样子多个网络场景在一个网络下去跑。

3.边缘计算。这块我想大家应用比较多,因为5G的传输才使得边缘计算更普及,同时去跟云端计算更好连接。

关键技术主要两个:

1.超高速传输技术,大家应该清楚:

(1)毫米波频段利用。

(2)大规模天线技术。

(3)新型编码技术。

2.低时延高可靠性保障:

(1)端到端低时延设计。

(2)整个网络高可靠性保障机制、更高的安全性。

5G技术终端设备应用:

1.包含在智能手机方面,这里不再讲了大家都天天用。

2.物联网设备(智能家居、穿戴、智能制造)。

3.无人机与机器人。

5G产业链布局情况

整个5G产业链布局情况应该说从5G芯片制造到整体的5G设备制造还有运营商渠道,更逐渐成熟和越来越快速的发展,只要是能够我们有需求的提出,其实我们产业链都能够快速地响应。

更多5G应用在跨行业的合作:

1.互联网企业合作。

2.传统行业融合。5G在更多的传统行业融合来催生了更多的创新应用。

3.全球化合作趋势。

这是整个5G技术通用化还有全球化的推广。

02
5G与半导体行业融合应用

现在我们说6G要出来了,我们看到6G没有完全出来,但是从各个趋势来讲应该是更多卫星,通过在卫星没有地面覆盖的情况下,能够进行实时高速通讯这样的趋势,在工业应用中间可能5G应用更适合,因为我们在一个区域内能够达到一定的数据安全性和快速、低延时,这是5G才能实现的。因此根据我们半导体行业特点,下面我简单介绍一下我们公司。

熙泰科技简介

我们全名是安徽熙泰智能科技有限公司,2016年成立的,是一家半导体微显示公司,我们整个生产工艺这样,前道通过晶圆,在晶圆上进行加工,我们有IC设计,IC设计做完之后晶圆上进行流片,这之后利用AI AMOLED技术为核心,制造SI-OLED微型显示器件,产品主要用于VR/AR/MR,像最新发布的苹果vision pro以及像meta等等,新的眼镜他们都是硅胶类的,具有低延时、高可靠性等等特点,现在建成8英寸的工厂,在建的12英寸工厂下个月会点亮,我们公司在安徽芜湖,这是8英寸工厂,这两块是12英寸的工厂,我们有一家子公司去年11月份成立的,在四川眉山,眉山的这家公司从最开始设计就是按无锡全连接工厂设计的,是一家模组厂,具备300万片以上微显示模组的产能规划,这是我们看到整个工厂的外观。

半导体行业特点

其实我讲一下半导体行业的特点,半导体行业我不再多讲了,大家都挺清楚:

1.高度自动化生产。

2.实时数据监控与分析要求非常高。因为我们还是更多在高级程度的条件下,我们还有大量的复杂工艺,通过实时的采集其实更高效去监控生产的现状,同时还要进行良率分析处理各种异常的情况。

3.柔性生产与快速响应。

不断变换,尤其是我们一条产线,像我们规划2.39英寸的屏切换到1.49英寸的屏,要根据客户需求变化不断变化,行业的特点对网络、架构,对我们的系统要求更高了。

5G在半导体应用优势就会更凸显出来:

1.网络切片与边缘计算。它能够带来各个场景下的对数据处理的延时提升,以及对不同应用场景还有不同的需要满足它的需求,提升生产效率。

2.高速率与低时延。整个过程中我们的眉山工厂没有布有线也没有布wifi,全部通过5G连接提供服务。

3.它对大连接和广覆盖这块有更多的要求。

5G在半导体行业应用前景

现在来看我们在半导体业应用前景来说,应该说在智能制造、工业物联网、远程监控与调试、定制化生产这几个方面5G技术都有非常明显的优势,尤其我们过去制造环节都需要布网线,这个网线有它的特点,确实可靠性非常好也很低,但是它确实还是缺乏灵活性,产线有任何变化的时候工程量非常大。我从5G技术来说,它还是具有这方面相较于我们的有线,同时在整个传输过程中跟wifi比确实没有丢包现象,wifi会有这个现象,尤其半导体设备用wifi还是比较少,所以5G应该说有这两个共同的优点。

5G全联接实现智能工厂

怎么来实现全联接智能工厂呢?

1.确定网络拓扑结构。拓扑结构还是不一样的,有线拓扑和我们这个是不太一样的,是根据我们的生产流程和设备布局,还要布局设备特点保障整个信号这块全面和稳定的覆盖。

2.网络切片技术的应用。

3.边缘计算部署。

同时在利用5G技术实现数据采集、传输和处理能力的增强:

1.数据采集系统优化。它有这方面的优点,通过部署高精度传感器和数据采集设备,确保生产线各环节数据实时、准确采集。

2.数据传输网络升级。

3.数据处理能力提升。

5G实现远程监控和调试技术支持

再一个就是通过5G实现远程的监控和调试技术的支持。远程监控我们监控设备还有调试技术支持加强,我们可以通过有远程协助还有比如说我们的监控网络和设备生产网络以及我们环控网等等,这些网都跑在5G下,而且非常独立,安全性能得到保证。

用5G能实现机器人辅助生产:

1.利用5G低时延特点,实现机器人之间以及机器人与控制系统间的实时通信,提高协同作业效率。

2.通过高精度定位技术,确保机器人在复杂环境中准确执行任务,提升生产良率和产品质量。

3.利用机器学习算法,不断优化机器人作业路径和动作规划,降低生产成本和资源消耗。

同时更多5G技术还可以实现虚拟仿真在产品设计中的应用:

1.产品设计阶段,虚拟性能和模拟进行验证,缩短研发周期并降低试验成本,通过我们PRM系统、MES进行仿真。

2.结合5G网络实现数据快速传输与同步。加强团队之间的沟通协作,确实能提升很多效率。

3.通过VR技术为设计师提供沉浸式设计体验,包括我们整个的工业巡检尤其是我们的光刻,像我们有一台阿斯麦光刻机,在故障解决还有它辅导我们作业的时候确实通过眼镜、通过5G网络能够快速实时传输,节省了很多沟通费用和差旅。

5G在熙泰科技(眉山工厂应用)

这是我们眉山工厂5G网络拓扑架构,运营商我们采用了中国联通的,一块合作建立起来的5G网络。

主要的应用:

1.5G+远程监控实现人员行为分析。

2.5G+AI质量检测。

3.5G+移动PM。

4.5G+AGV实现物料搬送自动化。

5.5G+DSOP作业指导书。

这些都是通过5G的技术去同时在网络上高效实现。

03
5G技术未来发展趋势与展望

后面我再简单介绍一下我们技术发展的趋势和展望:

第一,5G过程中还是面临着很多的问题:

1.制造工艺复杂性与成本控制。

2.智能化转型与数据安全。

3.供应链稳定性。

成本包括技术建设这块的成本还有整个运营成本,还是需要有些流量费;第二是覆盖还有流量平衡的问题。

安全性从加密身份验证、隐私保护设计、网络安全监管,这几块其实跟我们传统网络相比,5G有它独特的需要增加的成本。

第二,未来趋势有几点:

1.5G会跟物联网深度融合。

2.边缘计算会得到广泛应用。

3.5G会助力新型基础设施建设。

4.5G对经济社会影响深远,影响我们工作方式、生活方式。

1.未来我们5G发展肯定会跟AI深度进行融合,对半导体企业制造带来更大的动力,提升生产效率、优化工艺流程。

2.定制化与柔性生产模式创新。

3.有助于绿色可持续发展。降低能耗,减少排放。

这是几点5G工厂的战略规划和建议:

第一,制定长远发展规划。

第二,加强5G技术研发投入,不仅是运营商他们做,而且每个工厂我们更多的是去研发5G技术和我们现有的信息系统和我们设备这块技术。

第三,推动更多产学研深度融合。很多高校也在做这块的探索。

第四,优化供应链管理。

以上就是我的分享,谢谢!


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