在半导体晶圆厂的洁净室里，你常常会看到这样一幅景象：天花板上铺满了密密麻麻的轨道，一辆辆形状奇异的小车“挂”在轨道上，悄无声息地高速穿梭，精准地将一盒盒晶圆运送到指定的机台。
它们，就是今天我们要聊的主角——Fab天车系统，行业内通常称之为OHT（Overhead Hoist Transfer，空中走行式无人搬送车）。可以说，它是现代12英寸先进晶圆厂的“交通命脉”和“神经网络” 。

为什么Fab需要天车系统？

咱们在Fab里都清楚，一片晶圆从投片到出货，要在数百台设备间流转，经历成百上千道工序。在12英寸晶圆厂，单次生产周期中，一片晶圆的传输里程甚至超过20公里，全厂天车轨道总长能超过50公里，每天要完成数十万次的搬运任务。
这么庞大的物流量，如果靠人工搬运（别说人力，就是普通的AGV小车），在洁净度、效率和防震动上都完全达不到要求。
更重要的是，洁净度和稳定性直接关乎良率。任意一点微小的振动或颗粒污染，都可能导致价值几十万甚至上百万的晶圆报废。因此，一套高效、稳定、洁净的全自动物料搬运系统（AMHS）就成了Fab的刚需，而OHT天车就是这套系统的核心硬件。

什么是Fab天车系统？

OHT，全称Overhead Hoist Transfer，可以理解为悬挂在厂房天花板高架轨道上的“无人运输车” 。它是自动化物料搬运系统（AMHS） 最重要的组成部分。
在先进制程的Fab里，我们主要用它来搬运FOUP（前开式晶圆传送盒）和FOSB（晶圆传送盒）。这个“空中快递员”能直接通过皮带提升机构，精准地对接到机台的装载口，实现“设备到设备”的直运，全程无需人工干预，也无需中转。

天车系统由哪些部分组成？

一套完整的OHT系统，不仅仅是那一辆辆跑的小车，它是一个软硬件深度结合的复杂系统。

1. 硬件部分

• 轨道系统：沿厂房天花板铺设，在先进工厂里总长可达50公里以上，路口数量超过5000个，宛如一座立体的空中交通网。
• OHT车体：沿轨道运行的搬运主体，承载能力通常为15-20kg，运行速度可调。
• 升降与抓取机构：负责垂直方向的精确定位，伸出“机械手”取放FOUP。
• 供电系统：通常采用滑触线或非接触式供电，支持7x24小时不间断运行。

2. 软件部分——真正的“大脑”

• MCS（物料控制系统）：与Fab的MES系统对接，接收搬运指令并下发给调度系统。
• TCS/VCS（交通管理与车辆控制系统）：负责路径规划、交通调度和单车控制。智能调度系统能通过AI算法动态避堵，甚至实现故障自愈，一个后台可以管理上千台天车。
• 数字孪生系统：在软件里构建一个虚拟工厂，进行模拟仿真和预测性维护。

天车系统在Fab中如何工作？

它的工作流程可以概括为“指令接收-路径规划-搬运执行-精准交付” 。

1. 指令下达：当生产系统需要搬运某批晶圆时，MES系统发指令给MCS。
2. 路径规划：MCS调度TCS，为这台OHT计算出从起点到终点最快的最优路径。
3. 空中疾驰：OHT接到任务，沿轨道以最高5.3-6米/秒的速度（约等于20公里/小时）在“空中高速路”上飞驰。
4. 精准对接：到达目标机台后，OHT通过位置传感器实现亚毫米级（±0.5mm） 的定位，升降机构放下吊绳，机械手将FOUP稳稳放在机台的装载端口上。

整套流程对振动控制的要求极高。先进制程要求搬运振动加速度低于0.2G-0.5G。为了达到这个标准，最新的高端天车已开始采用磁悬浮驱动技术，实现零磨损、零粉尘、微振动，从根本上解决洁净度问题。

Fab天车系统主要的国内外厂商

这个市场过去长期被日本企业高度垄断，但近年来国产力量正在强势突围。
传统国际巨头
长期以来，全球AMHS市场，特别是12英寸Fab的天车市场，超过95%的份额被日本大福（Daifuku）和村田机械（Murata Machinery，村田）两家巨头把持。
国产新兴力量
随着供应链自主可控的需求爆发，国内已涌现出几家具备核心自研能力的挑战者：

• 江苏道达智能：总部位于南京。国内首家通过自研实现天车系统量产的企业，打破了国外20多年的垄断。2026年发布了第二代磁驱天车“腾龙”，实现关键零部件100%国产化，直行速度达6米/秒，定位精度±0.5mm，振动低至0.25g。
• 苏州新施诺：由新松机器人和中芯聚源等产业资本联合成立，全资收购了韩国SYNUS Tech（拥有40余年AMHS经验）。其第六代OHT系统已在多家国内12英寸晶圆厂实现规模部署，系统可用性达99.999%，支持千台级集群调度。
• 华芯（嘉兴）智能装备：成立于2021年，发展迅速。2024年交付了国内首条12寸先进封测整厂AMHS系统，并拿下了首个12寸前道订单，核心零部件国产化率达94%。

Fab里的这套天车系统，远看是空中飞驰的小车，近看其实是集高精度机械、智能调度算法和极致洁净控制于一体的系统工程。未来随着国内12英寸产线的大量建设和扩产，AMHS系统的国产替代无疑会成为一个重要的风口。