加速汽車芯片供應(yīng) 博世新晶圓廠落成

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這是博世集團130多年歷史中最大的單筆投資，超過10億歐元。2021年6月7日，博世在德國薩克森州德累斯頓的晶圓廠正式落成，未來員工總數(shù)將達(dá)到700人。

博世德累斯頓晶圓廠的建成，可以在一定程度上緩解全球汽車芯片危機，滿足博世自身在汽車和消費電子領(lǐng)域的芯片需求。這一預(yù)防措施使博世成為全球汽車市場的焦點。

■未雨綢繆的關(guān)鍵一步。

半導(dǎo)體芯片由單晶硅片生產(chǎn)和加工而成，單晶硅片由硅或碳化硅等材料制成。根據(jù)芯片尺寸，一個8英寸的晶圓可以生產(chǎn)數(shù)百到數(shù)千個芯片。晶片直徑越大，一個制造周期可以生產(chǎn)的芯片就越多。這一次，新建的德累斯頓晶圓廠將重點生產(chǎn)厚度僅為60微米的300毫米晶圓。

德累斯頓晶圓廠的建設(shè)決策起源于2021年。當(dāng)時全球市場沒有芯片供應(yīng)危機，很多人沒能預(yù)測到目前的芯片供應(yīng)短缺。因此，德累斯頓晶圓廠是博世未雨綢繆的一步。

博世集團董事長沃爾克馬爾·鄧納博士表示，今年半導(dǎo)體市場將增長11%以上，市場規(guī)模將達(dá)到4880億美元。汽車半導(dǎo)體已經(jīng)占全球半導(dǎo)體市場份額的10.6%，未來份額還將繼續(xù)增長。

半導(dǎo)體已經(jīng)成為博世重要的增長領(lǐng)域。

在歐洲，ESP的出現(xiàn)減少了4.5萬起事故，挽救了1.5萬條生命，ESP離不開半導(dǎo)體。目前，芯片已經(jīng)成為汽車電子的核心，芯片的出現(xiàn)可以讓安全氣囊、自動駕駛等被動安全控制系統(tǒng)成為可能。

2021年，全球每一款新車平均配備超過9顆博世芯片，用于安全氣囊控制單元、制動系統(tǒng)、停車輔助系統(tǒng)等設(shè)備。到2021年，這個數(shù)字已經(jīng)上升到17個以上。根據(jù)德國電氣和電子制造商協(xié)會的數(shù)據(jù)，1998年一輛新車的微電子平均價值僅為120歐元。到2021年，這一數(shù)字將攀升至500歐元，預(yù)計到2023年將超過600歐元。

“博世德累斯頓晶圓廠”

■推動芯片的全球供應(yīng)能力

博世德累斯頓晶圓廠在德意志聯(lián)邦共和國總理默克爾、歐盟委員會副主席瑪格麗特·維斯塔格和德國薩克森州州長邁克爾·克雷奇默的見證下正式竣工。這足以說明德累斯頓晶圓廠對歐洲乃至全球芯片市場的重要性。

博世選擇將其第二個工廠設(shè)在德國薩克森州首府德累斯頓。德累斯頓是歐洲半導(dǎo)體中心之一，薩克森是歐洲最大、世界第五的微機電基地，匯聚了各類頂尖芯片資源和人才。歐洲三分之一以上的半導(dǎo)體產(chǎn)自這個地區(qū)。

德累斯頓晶圓廠提前六個月開始生產(chǎn)。目前，新工廠生產(chǎn)的半導(dǎo)體將應(yīng)用于博世電動工具；汽車芯片的生產(chǎn)將于9月份開始，比原計劃提前了三個月。

2010年，博世生產(chǎn)200mm半導(dǎo)體的Reutlingen工廠投產(chǎn)，總投資6億歐元，成為當(dāng)時博世集團歷史上最大的單筆投資。對于德累斯頓晶圓廠的產(chǎn)能規(guī)劃，博世沒有給出具體數(shù)據(jù)，只是強調(diào)將比羅伊特林根工廠的生產(chǎn)面積翻一番，還有擴建的可能。目前，博世在羅伊特林根和德累斯頓晶圓廠的累計投資超過25億歐元。此外，博世還投資數(shù)十億歐元開發(fā)MEMS技術(shù)。

■極其嚴(yán)格的生產(chǎn)控制

在車輛使用壽命期間，芯片會受到強烈振動和極端溫度的影響。因此，芯片必須滿足更高的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。這意味著汽車半導(dǎo)體的發(fā)展比其他應(yīng)用更加復(fù)雜，尤其是對生產(chǎn)環(huán)境的要求。

正常環(huán)境空氣體每立方英尺有100，000個粒子，然而，在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，空氣體每立方英尺的粒子重量不能超過半微克。晶圓生產(chǎn)不是一件容易的事情。

新工廠的核心是“無塵生產(chǎn)車間”。任何進(jìn)入該區(qū)域的人都需要經(jīng)過除塵，以防止任何顆粒進(jìn)入車間。無塵車間上層安裝有大型過濾器，隨時將純凈空氣體輸送至無塵車間。

德累斯頓晶圓廠也實現(xiàn)了互聯(lián)、數(shù)據(jù)驅(qū)動、自動優(yōu)化。工廠里大約有100臺機器和生產(chǎn)線是數(shù)字互聯(lián)的。唐納表示，依托這家全新的智能物聯(lián)網(wǎng)工廠，博世為芯片生產(chǎn)樹立了全新的標(biāo)準(zhǔn)。

整個新晶圓廠還有一個突出的特點，即數(shù)字雙胞胎。甚至工廠的建設(shè)過程都是數(shù)字化記錄，用3D模型可視化。德累斯頓晶圓廠的設(shè)備、傳感器和產(chǎn)品的所有數(shù)據(jù)都記錄在中央數(shù)據(jù)庫中。它每秒生成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)相當(dāng)于500頁文本。一天之內(nèi)，數(shù)據(jù)就超過了4200萬頁。這些數(shù)據(jù)將由人工智能進(jìn)行評估。在這個過程中，自動優(yōu)化的算法可以學(xué)會如何根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，實現(xiàn)制造和維修過程的實時分析。

此外，通過智能眼鏡和AR，德累斯頓晶圓廠實現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線維護(hù)，即將推出5G移動通信標(biāo)準(zhǔn)。博世人工智能中心提供相關(guān)解決方案。新晶圓廠未來的產(chǎn)能仍將主要供應(yīng)給汽車領(lǐng)域，除了保證博世自身的工業(yè)需求外，還可能從外部供應(yīng)；同時，博世的芯片需求不會完全依賴于自產(chǎn)，外部采購計劃也不會因為新晶圓廠的投產(chǎn)而大幅減少。唐納還強調(diào)，除了這筆投資，博世目前沒有計劃在世界其他地區(qū)建立新的晶圓廠。