加速汽车芯片供应 博世新晶圆厂落成

刘宏龙 责任编辑
06-08 07:00/浏览

    [汽车之家 行业]  这是博世集团130多年历史上总额最大的单笔投资,超过10亿欧元。2021年6月7日,博世位于德国萨克森州德累斯顿的晶圆厂正式落成,未来员工总数将达到700人。

    博世德累斯顿晶圆厂的落成能在一定程度上缓解全球汽车芯片危机,满足博世自身在汽车及消费电子领域的芯片需求。这未雨绸缪的一步,让博世站在了全球汽车市场的焦点位。

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■ 未雨绸缪的关键一步

    半导体芯片是由硅或碳化硅等材料制成的单晶硅圆片生产加工而来。根据芯片大小的不同,一块8英寸(200毫米)晶圆可生产出几百至几千个芯片。晶圆直径越大就意味着在一个制造周期内可以生产出更多的芯片。这一次新建的德累斯顿晶圆厂将主攻300毫米晶圆,其厚度仅为60微米。

    德累斯顿晶圆厂的建设决策,最早源于2017年,而当时全球市场还未出现芯片供应危机,许多人也未能预测到当下芯片供应短缺的情况。因此,德累斯顿晶圆厂是博世未雨绸缪的一步。

    博世集团董事会主席沃尔克马尔·邓纳尔博士表示,今年半导体市场将增长11%以上,市场规模将达到4880亿美元,车用半导体已经占据全球半导体市场份额的10.6%,未来份额还将继续增长。

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    半导体已经成为博世的一个重要增长领域。

    在欧洲,ESP的出现减少了4.5万起事故,挽救了1.5万人生命,而ESP的控制就离不开半导体。现阶段,芯片已经成为汽车电子的核心,芯片的出现才能让气囊等被动安全控制系统以及自动驾驶成为可能。

    2016年,全球每辆新车平均搭载了9块以上的博世芯片,应用于安全气囊控制单元、制动系统和泊车辅助系统等设备。到2019年,这一数字已上升至17个以上。据德国电气和电子制造商协会(ZVEI)的数据,一辆新车中微电子的平均价值在1998年时仅为120欧元。到2018年,这个数字攀升至500欧元,预计到2023年将超过600欧元。

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『博世德累斯顿晶圆厂』

■ 拉动芯片全球供应能力

    博世德累斯顿晶圆厂是在德意志联邦共和国总理默克尔、欧盟委员会副主席Margrethe Vestager和德国萨克森州州长Michael Kretschmer的见证下正式落成的。这也足以彰显了德累斯顿晶圆厂对于欧洲乃至全球芯片市场的重要性。

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    博世选择把旗下第二座晶圆厂设在了德累斯顿,德国萨克森州的首府。德累斯顿是欧洲半导体的中心之一,萨克森州是欧洲最大、全球第五大微机电基地,汇集各类顶级芯片资源、人才,欧洲超过三分之一的半导体都产自这片区域。

    德累斯顿晶圆厂启动生产,比原计划提前了6个月。当前,新工厂生产的半导体将被应用于博世电动工具;车用芯片的生产将于9月启动,比原计划提前3个月。

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    2010年,博世生产200毫米半导体的罗伊特林根工厂投入运营,工厂总投资达6亿欧元,成为当时博世集团历史上总额最大的单笔投资。对于德累斯顿晶圆厂的产能规划,博世并未给出具体数据,仅是强调将比罗伊特林根工厂的生产面积翻倍,且还有扩大的可能性。目前博世在罗伊特林根和德累斯顿晶圆厂的累计投资超过25亿欧元。此外,博世在微机电技术开发上投资了数十亿欧元。

■ 极其严苛的生产控制

    在车辆的使用年限内,芯片会受到强烈振动和极端温度的影响。因此,芯片必须满足更高的可靠性标准。这就意味着车用半导体的开发比其他应用更为复杂,尤其是对生产环境的要求。

    每立方英尺(约28升)的正常环境空气中含有10万个颗粒,然而在生产半导体时,每立方英尺的空气中,颗粒重量不能超过半微克。晶圆的生产注定不是一件容易的事。

    新晶圆厂的核心就是“无尘生产车间”,任何人进入这个区域,都需要经过除尘,防止任何微粒子进入车间。无尘车间上一层安装了大型过滤器,时刻为无尘车间输送纯净空气。

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    德累斯顿晶圆厂还实现了互联化、数据驱动和自动优化。工厂内约100台机器和生产线都实现了数字化互联。邓纳尔表示,依托于这座全新的智能物联网(AloT)工厂,博世为芯片生产设立了全新的标准。

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    整个新晶圆厂还具备突出的特点,即数字孪生。就连工厂的建设过程都被以数字化形式记录下来,并通过3D(三维)模型实现可视化。德累斯顿晶圆厂中来自于设备、传感器和产品的所有数据都被记录在一个中央数据库中。其每秒生成的生产数据相当于500页文本。一天之内,数据就超过4200万页。这些数据将由人工智能评估。在此过程中,自动优化的算法能够学习如何根据数据进行预测,并实现实时分析制造和维护过程。

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    另外,通过智能眼镜和AR(增强现实技术),德累斯顿晶圆厂实现了远程在线维护,且即将引入5G移动通信标准。博世人工智能中心提供了相关解决方案。新晶圆厂未来的产能依然主要供应汽车领域,在保证博世自身产业需求以外,也可能外供;同时博世的芯片需求,并不会完全依赖自产,对外采购规划不会因为新晶圆厂的投产而大幅减少。邓纳尔还强调,在这次投资之外,博世目前没有在全球其他地方再建新晶圆厂的规划。(文/汽车之家 刘宏龙)

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通过智能眼镜和AR(增强现实技术),德累斯顿晶圆厂实现了远程在线维护,且即将引入5G移动通信标准。
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