一座12英寸晶圆厂要走向无人化,最难的是让那些原本必须有人守着的机台,自己把流程跑完。在晶圆制造的全部环节中,量检测环节尤为典型:它并非设备投资中占比最大的一块,却是工程师介入最密集的区域之一。国海证券(000750)2026年8月发布的半导体(881121)量检测设备行业报告指出,量检测设备约占前道设备支出的10%。工艺越复杂,晶圆被检查的次数越多,人工守在机台前的成本也就越高。
量检测环节的三道"人工坎"
先进制程下,缺陷复查、关键尺寸量测、宏观光学检测这三类机台各有各的堵点。缺陷复查类扫描电镜的问题在于"找不准"——晶圆图形复杂、缺陷类型多样,机台一旦对准偏差,流程就会中断,需要工程师手动复位;关键尺寸量测扫描电镜的问题在于传统图像模板匹配容易失效,图形稍有变化或噪声干扰就会失配;光学显微镜则长期受制于检测效率、信息维度与经验依赖三重瓶颈,判定和数据整理几乎全靠人。
三条技术线同时推进
对此,哥瑞利选择流程代操、视觉判定、硬件改造三条线并进。据哥瑞利官方披露,其自主研发的LOFA黑灯工厂助理已在国内中部某12英寸头部晶圆厂完成先进制程检测环节的智能化升级并投产,将上述三类设备打通为全流程智能代操。
在缺陷复查环节,哥瑞利LOFA以自研RPA代操+AI技术,将GA智能对准(Scribe Line特征识别、自动沿切割道重对准)、缺陷自动定位(复测坐标解析与SEM视野精准移动)、Auto EDX智能分析(多Recipe成分自动采集与处理)串成一条无人闭环,降低因对准异常导致的介入频次。在关键尺寸量测环节,改用自研的"基于特征值的中心定位算法"——不比对整幅图像,而是提炼晶圆图形的关键结构特征,绕开图形变化与噪声干扰,定位成功率较传统方案提升约90%,该方案在客户处稳定运行的综合准确率达95%以上,配方调用、机台校准、量测异常处理与数据确认也一并实现全链路自动运行。
改造幅度最大的是光学显微镜。硬件侧自研高速线扫成像模块,在不额外占用检测时间的前提下,一次扫描同步输出多角度宏观图像、晶圆完整表面信息与缺陷纹理特征;算法侧配套Golden Image智能比对+AI自动缺陷分类(ADC)、照片超分辨率算法、Smart Sampling智能采样、快速人工复判+自动上传DN四项能力。值得注意的是,方案在全自动流程中保留了一键人工介入通道——效率要提,可控性也要留。
从单点验证走向场景复用
单点跑通只是开始。据公开报道,LOFA黑灯工厂助理已在半导体(881121)前道制造与先进封装(886009)后端累计落地24项场景应用,覆盖检测、量测、配方调试等多个工程环节。其中在关键尺寸量测场景,通过图像训练与人工纠错迭代实现自动目检,可减少约75%的人工检测投入;在THK菜单应用场景,借助智能匹配与光学字符识别,将新品配方调试时间从20分钟压缩至2分钟。
从产业逻辑看,检测与量测设备的价值,正在从"多买一台机器"转向"用过程数据换更快的量产与更低的报废率"。谁能把工程师从高频重复操作中释放出来,谁就更接近下一代晶圆厂的形态。哥瑞利在这条路径上的最新落点,已经从概念验证走到了产线日常。
