日前，全球第六大半導體制造商博世集團宣布，其新建的德累斯頓晶圓廠宣布正式落成。

 

 

作為全球前沿的晶圓廠之一，博世位于德累斯頓的新晶圓廠建成，實現(xiàn)了互聯(lián)化、數(shù)據(jù)驅動和自動優(yōu)化。憑借著高度自動化、數(shù)字化互聯(lián)設備、集成式流程和人工智能算法，德累斯頓晶圓廠成為智能工廠的典范和工業(yè)4.0的先鋒。在德意志聯(lián)邦共和國總理默克爾、歐盟委員會副主席Margrethe Vestager和薩克森州州長Michael Kretschmer的見證下，德累斯頓晶圓廠于今日正式宣布落成。

 

歐盟委員會副主席Margrethe Vestager表示：“博世在德累斯頓的新晶圓廠采用了前沿的技術是一個很好的例子，體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)和政府部門通過攜手合作能夠取得較佳成果。半導體作為歐洲的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，將為運輸、制造、清潔能源和醫(yī)療保健等行業(yè)的發(fā)展做出貢獻。博世德累斯頓晶圓廠的開業(yè)將有助于加強歐洲作為前沿創(chuàng)新?lián)u籃的競爭力。”

 

“于博世而言，半導體是一項核心技術，自主研發(fā)和生產(chǎn)半導體具有重要的戰(zhàn)略意義。借助人工智能技術，我們在德累斯頓把半導體制造提升至全新水平，”博世集團董事會主席沃爾克馬爾·鄧納爾博士表示，“這是博世首個智能物聯(lián)網(wǎng)工廠，從一開始就實現(xiàn)了全面互聯(lián)化、數(shù)據(jù)驅動和智能升級。”博世在德累斯頓晶圓廠投資了約10億歐元，是集團130多年發(fā)展歷程中總額非常大的單筆投資。德累斯頓晶圓廠最早將于7月開始啟動生產(chǎn)，比原計劃提前了6個月。自此，新工廠生產(chǎn)的半導體將被應用于博世電動工具。車用芯片的生產(chǎn)將于9月啟動，也比原計劃提前了3個月。德累斯頓晶圓廠將成為半導體制造網(wǎng)絡的重要組成部分。依托于此，博世能夠強化德國作為科技和商業(yè)高地的地位。“新晶圓廠對薩克森州、德國乃至歐洲都大有裨益。這將直接或間接地在這一潛力巨大的行業(yè)中創(chuàng)造許多新的工作崗位。10億歐元的投資也促進了‘薩克森硅谷’和全歐洲半導體行業(yè)的發(fā)展。”薩克森州州長Michael Kretschmer說道。德累斯頓晶圓廠位于薩克森州首府，建筑面積達72,000平方米，已有250名員工在工廠內(nèi)工作。在正式落成后，雇傭員工人數(shù)將達700人左右。

 

自20世紀50年代以來，博世在微機電技術領域投入了大量精力。自1958年，博世開始生產(chǎn)半導體元件。自1970年，羅伊特林根工廠開始生產(chǎn)市場上沒有的特殊部件。自2010年，博世引入200毫米晶圓技術，在羅伊特林根和德累斯頓晶圓廠累計投資超過25億歐元。此外，博世在微機電技術開發(fā)上投資了數(shù)十億歐元。由此，博世將繼續(xù)致力于推行半導體開發(fā)和制造領域的增長型戰(zhàn)略。“博世在半導體領域的積累是打造高科技系統(tǒng)解決方案的關鍵。”鄧納爾說道。

 

 

德累斯頓晶圓廠是全球前沿的芯片工廠之一：通過內(nèi)置攝像頭的眼鏡，智能化的設備能在9000公里外進行遠程維護。“憑借人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的結合，我們正在為以數(shù)據(jù)驅動的持續(xù)改進生產(chǎn)奠定良好根基。”鄧納爾表示。具體而言，晶圓廠中來自于設備、傳感器和產(chǎn)品的所有數(shù)據(jù)都被記錄在一個中央數(shù)據(jù)庫中。其每秒生成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)相當于500頁文本。在短短一天之內(nèi)，數(shù)據(jù)就超過4200萬頁(折合約兩萬兩千噸紙張)。

 

隨后，這些數(shù)據(jù)將由人工智能評估。在此過程中，自動優(yōu)化的算法能夠學習如何根據(jù)數(shù)據(jù)進行預測，并實現(xiàn)實時分析制造和維護過程。例如，人工智能算法可以檢測到產(chǎn)品中出現(xiàn)的微小異常。這些異常在晶圓片表面以特定錯誤圖案形式(又被稱為標記)出現(xiàn)。在這些異常影響產(chǎn)品可靠性之前，人工智能算法能立即對原因進行分析，并及時糾正過程偏差。鄧納爾說：“人工智能是進一步改善制造工藝和半導體質量以及實現(xiàn)較高水平穩(wěn)定性的關鍵。”同時，這也意味著半導體產(chǎn)品可以快速進入量產(chǎn)階段，為整車客戶節(jié)省了在量產(chǎn)前所需的耗時測試。人工智能也有助于優(yōu)化設備維護工作。算法可以精確預測制造設備和機器人是否需要，以及何時進行維護或調整。換句話說，這類工作并不按照嚴格的時間表，而是能夠預判問題并及時處理。

 

 

德累斯頓晶圓廠的另一突出特點在于它有“兩個”：一個在現(xiàn)實世界中，一個在虛擬數(shù)字世界。專業(yè)術語稱之為“數(shù)字孿生”。在施工過程中，工廠的所有部分以及與工廠相關的全部施工數(shù)據(jù)都以數(shù)字化形式記錄下來，并通過3D(三維)模型實現(xiàn)可視化。“數(shù)字孿生”囊括了約50萬個3D對象，包含建筑物、基礎設施、供應及處置系統(tǒng)、電纜管道、通風系統(tǒng)以及設備和生產(chǎn)線。由此，博世能夠模擬流程優(yōu)化計劃并進行相應升級改造工作，無需干預正在進行的操作。

 

博世德累斯頓晶圓廠的維護也運用了高科技：智能眼鏡和AR(增強現(xiàn)實技術)讓機器能夠實現(xiàn)遠程維護。換而言之，德累斯頓晶圓廠的維護工作可以由亞洲某個機械工程公司的專家完成，無需親臨工廠。得益于智能眼鏡內(nèi)置的攝像頭，圖像傳輸可以橫跨半個地球，遠程專家在維修過程中與工廠員工實時交談。在疫情對旅行限制的情況下，這項技術對保證設備正常運作發(fā)揮了重要作用。

 

 

不管是智能手機、電視還是運動手環(huán)，幾乎所有的技術設備中都會應用半導體。無論現(xiàn)在還是未來，汽車離開了半導體將無法運轉。2016年，全球每輛新車平均搭載了9塊以上的博世芯片，應用于安全氣囊控制單元、制動系統(tǒng)和泊車輔助系統(tǒng)等設備。到2019年，這一數(shù)字已上升至17個以上。也就是說，芯片數(shù)量在短短幾年時間內(nèi)就已經(jīng)翻倍。專家預計駕駛員輔助系統(tǒng)、信息娛樂和動力系統(tǒng)電氣化在未來幾年內(nèi)將迎來強勁增長。

 

博世憑借德累斯頓晶圓廠來應對日益增長的半導體需求。“半導體是實現(xiàn)發(fā)展的基石。配備德累斯頓出產(chǎn)芯片的電子元件將使自動駕駛和資源節(jié)約型駕駛等應用成為可能，并盡力實現(xiàn)最佳的駕乘保護。”博世集團董事會成員Harald Kroeger說。各項調研也證實了這一需求的增長勢頭。據(jù)德國電氣和電子制造商協(xié)會(ZVEI)的數(shù)據(jù)，一輛新車中微電子的平均價值在1998年時僅為120歐元。到2018年，這個數(shù)字攀升至500歐元，預計到2023年將超過600歐元。這意味著，半導體也是博世的一個增長領域。

 

 

Kroeger說:“車用芯片是體現(xiàn)半導體技術水平至關重要的載體。因為在汽車中，這些小部件必須特別牢固可靠。”在車輛的使用年限內(nèi)，芯片會受到強烈振動和惡劣溫度(范圍從遠低于冰點到遠高于水的沸點)的影響。

 

換句話說，芯片必須滿足更高的可靠性標準。這就意味著車用半導體的開發(fā)比其他應用更為復雜，需要專家具備相關專業(yè)知識。而博世在這一領域已經(jīng)積累了數(shù)十年專長。開發(fā)人員和工程師熟稔微機電汽車部件背后的物理原理。這就為實現(xiàn)事故預防和環(huán)境保護創(chuàng)造了可能。與此同時，博世也提供這類系統(tǒng)開發(fā)和制造的“一站式”服務。“博世在芯片和系統(tǒng)方面的雙重優(yōu)勢，具有重要的戰(zhàn)略意義。”Kroeger說道。此外，博世還可以利用其在電子和軟件方面的系統(tǒng)專業(yè)知識，與半導體開發(fā)和制造實現(xiàn)互補，以確保產(chǎn)品質量，并不斷優(yōu)化且降低成本。