前言：
晶圆尺寸的发展推动AMHS系统持续迭代，AMHS由早期机械搬运向智能一体化转型。随着全球产业竞争热化与先进制程工艺愈趋复杂，AMHS行业展现出强劲增长势头。中国大陆在半导体产业的崛起以及工业智能化的持续推进下，AMHS市场也高速扩张，规模增速已超过全球。
AMHS行业准入门槛高，全球市场长期被日企垄断，其中日本大福和村田机械占据全球90%以上的市场份额。国内AMHS行业起步相对较晚，主要市场也被海外企业占据，国产化率极低，至2023年仅为5%。随着美国 “芯片法案”的推行，AMHS国产替代需求愈发迫切，促使本土优势企业如弥费科技、华芯智能和海晨盟立等加速追赶，未来有望逐步打破日企垄断。
一、AMHS系统持续迭代，由早期机械搬运向智能一体化转型
根据观研报告网发布的《中国AMHS行业现状深度分析与发展前景研究报告（2025-2032）》显示，AMHS(Automatic Material Handling System，自动化物料搬送系统)，一般特指在无尘室环境下，通过软件系统的控制和调度，按照生产系统的指令，实现物料在生产线工序间的自动搬运、缓冲存放的系统。
在早期兴建的6寸晶圆厂中，由于wafer本身重量不大，因此对于wafer的自动搬送需求尚不迫切。1990 年，随着8寸晶圆厂兴建，自动化需求开始增多，AMHS系统提升半导体工厂生产能力的巨大作用凸显，AMHS系统逐渐兴起。2000年以来，12寸厂逐渐成为半导体先进制造的主流发展趋势。对于 12 寸 Fab 来说，单个存满 wafer 的 FOUP 重量已达 8-15 公斤，体积为 8 寸晶圆盒的 2 倍，出于人体工学设计考虑，以及更大在制品物料数据追踪需求，完善可靠的全流程自动化搬运系统成为必然。AMHS系统开始广泛应用于半导体硅片厂、芯片制造厂、芯片封装厂，渐成12寸晶圆厂标配。2015 年，300mm 晶圆厂的出现推动AMHS系统持续迭代，2020 年后，第四代系统加入动态决策等功能，从早期的机械搬运向智能一体化转型。
AMHS系统发展历程
| 发展阶段 | 时间 | 发展情况 |
| 前身阶段 | 1990-2000 年 | AMHS 前身天车方案替代 AGV 方案。1990 年代，8 英寸晶圆成为主流，天车方案替代 AGV 方案，为 AMHS 前身。随晶圆尺寸增大，物料运输和追溯管理成为影响工厂生产效率的明确要素。同时，随着传输需求的增加，自动化的需求开始凸显。到 90 年代后期，天车的出现让晶圆厂开始转向天车 interbay+Stocker 的方案搬送物料。 |
| 替代阶段 | 2000-2015 年 | AMHS 渐渐成为晶圆厂的必需设备。2000 年后，12 寸厂逐渐成为半导体先进制造的主流发展趋势，AMHS 渐渐成为晶圆厂的必需设备。过去在 8 寸厂中，人工搬送尚可以弥补物料传送环节的不流畅，但对于 12 寸 Fab 来说，单个存满 wafer 的 FOUP 重量已达 8-15 公斤，体积为 8 寸晶圆盒的 2 倍，出于人体工学设计考虑，以及更大在制品物料数据追踪需求，完善可靠的全流程自动化搬运系统成为必然。人工搬运已经无法满足生产需求，同时为了提高生产效率，AMHS 自动物料搬运系统应运而生。AMHS 具备减少晶圆的闲置时间，提高无尘室空间利用率，提高产品良率，减少人员误操作，降低人力成本等诸多优势，广泛应用于半导体硅片厂、芯片制造厂、芯片封装厂。 |
| 完善阶段 | 2015-2020 年 | 逐步实现 OHT 天车精确调度。2015 年后，300mm 晶圆厂的出现，AMHS 不断迭代。AMHS 先后经历了第一代的单元空中搬送系统、第二代的 EQtoEQ 的部分跨区域直接搬送、第三代全厂性的EQtoEQAMHS 系统。早期 12 寸厂沿用了 baytobay 设计，由大环线（interbay）连接 Stocker 进行中转。但这对于 Stocker 的稳定性和中转能力依赖性非常高，为减少 Stocker 故障可能产生的影响，AMHS 后来的设计开始转向分布式存储和点对点搬送，即 toolstotools，OHT 天车可以通过轨道去往晶圆厂的任何地方，实现精确调度。 |
| 智能阶段 | 2020 年至今 | AMHS 向智能一体化转型。2020 年后，第四代系统加入动态决策等功能，从早期的机械搬运向智能一体化转型。第四代 AMHS系统是采用空中多岔道且无需等待的自动物料传送系统，传送晶圆盒的速度非常快（≥3 米/秒），它能够曲线移动或者爬坡，无需增加转接单元，摆动小，有效控制颗粒物的产生。AMHS 系统的动态决策功能使 AMHS 系统从早期通过快速机械运动缩短生产周期的设计理念过渡到智能控制空中搬送车位置、合理派工的新概念，充分发挥生产辅助的作用，给晶圆厂带来更多的附加值。 |
资料来源：观研天下整理
各阶段 AMHS 系统对比
| 代别 | 功能 | 组成部分 | 解决的问题 | 解决的问题 | 带来的优势 |
| 第一代 | 基本的Bay-to-Bay自动化搬运 | 传送带,轨道导引车(RGV) | 只能在不同车间(Bay)之间搬运,依赖人工调度 | 只能在不同车间(Bay)之间搬运,依赖人工调度 | 减少人工搬运错误提高了物料搬运的基础自动化 |
| 第二代 | Interbay(跨车间)搬运 | Stocker仓储系统,RGV,自动化控制系统 | 提升跨区域搬运效率,物料调度受限 | 提升跨区域搬运效率，物料调度受限 | 跨车间物料搬运能力提升,支持大批量生产的物流需求 |
| 第三代 | Tool-to-Tool点对点搬运 | OHT(OverheadHoistTransport),精确调度算法 | 中间仓储步骤过多,搬运路径优化不足 | 中间仓储步骤过多,搬运路径优化不足 | 实现生产设备间的直接搬运,减少等待时间,提高产能利用率 |
| 第四代 | 全自动化智能调度 | SLAM技术,物联网(loT),MES系统集成 | 搬运路径动态调整不足,手动干预较多 | 搬运路径动态调整不足,手动干预较多 | 动态调度和实时优化,提升灵活性,实现真正的智能生产工厂 |
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二、全球AMHS行业展现出强劲增长势头，中国市场扩张速度快
AMHS具备减少物料的闲置时间，提高无尘室车间的利用率，提高产品良率，减少人员误操作，降低人力成本等诸多优势，广泛应用于半导体硅片厂、半导体晶圆制造厂、半导体封装测试厂、显示面板厂以及新能源电池工厂等领域。
随着全球产业竞争热化与先进制程工艺愈趋复杂，如何降低生产成本、缩短生产时间成为各大半导体与面板厂的首要课题。自动化物料搬送系统(AMHS)的规划可直接影响全厂产出量以及生产周期，规划涵盖从投入、生产到出货的各环节，并锁定面板、半导体封测、晶圆制造、ABF 载板、DRAM 和硅晶圆等产业，AMHS在半导体生产中的重要性不断凸显。
近年来，全球AMHS行业展现出强劲增长势头。根据数据，2015—2022年全球AMHS市场规模由6.7亿美元增长至30.6亿美元，CAGR为24%。2022年,受新冠肺炎疫情、全球消费疲软等因素影响，全球半导体晶圆厂建设进度放缓，而AMHS市场规模仍逆势增长至30.6亿美元，同比增长12%。随着半导体晶圆厂扩产，预计2025年全球AMHS市场规模达39.2 亿美元。
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随着中国半导体产业的崛起以及工业智能化的持续推进，中国大陆AMHS整体实现高速增长，2015-2022年AMHS市场规模由5.1亿元增长至47.6亿元，CAGR达38%,远超全球。受大尺寸晶圆制造产能扩充、相关标准完善、本土晶圆厂验证测试逐渐开放等因素利好，预计2025年中国大陆 AMHS市场规模将达81.5 亿元。
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三、AMHS行业准入门槛高，全球市场长期被日企垄断
作为多学科交叉领域，AMHS 系统的开发和制造需要对精密机械设计、高级软件算法、实时控制系统以及先进的导航与定位技术有深入理解和独特创新能力，具有高技术壁垒，主要体现在硬件、软件、获客和专利方面。
AMHS行业壁垒
| 壁垒 | 简介 |
| 硬件壁垒 | 硬件是 AMHS 的基础，单个OHT 天车的硬件就包含了 2000 个零部件，其中包括数十个不同类型的传感器。天车的机械结构复杂，需要在材料和零部件选型、结构设计、轨道设计等方面都具备高要求，以满足在高速行驶过程中的高稳定性和可靠性。 |
| 软件壁垒 | 随着天车辆数量增加，控制难度也会增加，需要考虑在不同场景下（如天车交汇、分配等）的解决方案。要求团队具备底层软件能力和对场景需求有充分的了解。 |
| 获客门槛 | 由于 AMHS 的性能对于晶圆厂稼动率和良率至关重要，因此晶圆厂均谨慎选择 AMHS 系统供应商，供应商需具备成熟的应用案例和长期服务经验，而新进入者难以快速获得客户信任。 |
| 专利壁垒 | AMHS 设备领域，日韩厂商因为起步较早，占据了先机，拥有较多专利积累，新进入市场的国内厂商需绕开现有专利或通过授权合作实现突破。 |
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AMHS行业准入门槛高，全球市场长期被日企垄断，其中日本大福（Daifuku）和日本村田机械（MurataMachinery）两家头部企业凭借先发优势积累的技术能力、品牌信誉和稳定的客户关系，占据全球90%以上的市场份额。
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四、AMHS国产替代需求迫切，本土优势企业正加速追赶
国内AMHS行业起步相对较晚，主要市场也被海外企业占据，国产化率极低，至2023年仅为5%。
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随着美国 “芯片法案”的推行，AMHS国产替代需求愈发迫切，促使本土优势企业如弥费科技、华芯智能和海晨盟立等加速追赶，未来有望逐步打破日企垄断。
我国AMHS优势企业布局情况
| 企业名称 | 布局情况 |
| 弥费科技 | 弥费科技是中国领先的半导体 AMHS 系统及核心零部件供应商，掌握AMHS 核心技术自主知识产权，为中国第一家在 8 吋和 12 吋晶圆厂完成系统级验收的整厂供应商。 |
| 华芯智能 | 华芯智能自 2016 年起专注于半导体 AMHS 的迭代研发，为国内 AMHS领域的先行者。华芯当前已形成完善的 AMHS 的产品体系，实现从硬件到软件的全覆盖。天车产品已迭代至第四代，并围绕泛半导体工厂自动化解决方案，构建了完善的软硬件产品矩阵及高效可靠的交付体系。 |
| 海晨股份 | 2024 年海晨股份新增的半导体物流装备及自动化业务异军突起，2024 年实现营收 1.4 亿元。主要受益于电子板块销售额上升、库存稳定和晶圆厂产能增加所带动的全球半导体制造业改善。 |
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