博世6月7日宣布德累斯顿300mm晶圆厂正式运营,这也是博世200余家工厂中“第一家AIoT”工厂,博世CEO Denner表示:“我们正在为芯片生产设定新标准。”
该晶圆厂的投资约 10 亿欧元,这也是该公司130 多年历史上最大的单笔投资,主要生产ASIC及功率器件。
尽管遭到新冠疫情等影响,但该工厂仍然较之前预计提前六个月生产,第一批产品将于7月实装至博世的电动工具中,汽车电子类产品也将提前3个月,从12月提前到9月。
博世方面表示,德累斯顿工厂于2017年立项,如今落成之时正好赶上半导体缺货危机,尤其是汽车电子方面,因此该工厂也可以帮助客户缓解缺货的压力。
尽管目前德累斯顿晶圆厂的制程仅为65nm,但依然是世界上最现代化的工厂之一,采用了六大科技技术,也正是引入了各种现代化自动工艺,目前已经雇佣了250余员工,预计未来几年也仅需要增加至700余人就完全足够。具体六大科技包括了:
一、数字化互联:博世铺设了 300公里的数据线,为每台机器实时记录多达 1000 个数据渠道,并转至工厂服务器。德累斯顿晶圆厂的集中式数据架构是新工厂最大优势之一。晶圆通过全自动系统从一台机器运送至另一台机器。
二、首个智能物联网(AloT)工厂:德累斯顿晶圆厂是博世首个智能物联网工厂。智能物联网结合了人工智能(AI)和物联网(IoT)。人工智能可用来评估晶圆厂中产生的数据。例如,人工智能算法可以检测到产品中出现的微小异常。这些异常在晶圆片表面以特定错误图案形式(又被称为标记)出现。在这些异常影响产品可靠性之前,专家就立即对原因进行分析,并及时纠正过程偏差。这是进一步改善制造工艺和半导体质量以及实现较高水平稳定性的关键。同时,这也就意味着半导体产品可以快速地进入量产阶段。此外,人工智能算法可以精确预测制造机械和机器人是否需要及何时进行维护或调整。换句话说,这类工作并不按照严格的时间表,而是能够预判问题并及时处理。人工智能还应用于生产调度,可以在工厂中约 100台机器上引导晶圆历经数百个处理步骤,从而节省时间和成本。
三、数字孪生:德累斯顿晶圆厂利用数字孪生技术,方便进行仿真、评估等工作。在施工过程中,工厂的所有部分以及与工厂相关的全部施工数据都以数字化形式记录下来,并以 3D(三维)模型可视化。“数字孪生”囊括了约 50 万个3D 对象,包含建筑物、基础设施、供应及处置系统、电缆管道、通风系统以及机械和生产线。由此,博世能够模拟流程优化计划并进行相应升级改造工作,无需干预正在进行的操作。此外,任何新机器需要交付给工厂两次:一次在现实世界中,一次作为数据模型。
四、AR技术:博世德累斯顿工厂应用了 AR(增强现实技术)。得益于智能 AR 眼镜和平板电脑, 用户能够看到叠加在现实环境之上的数字化内容。例如,博世开发的一款 AR 应用程序允许将来自晶圆厂的能源数据显示在建筑物的虚拟模型中,从而优化制造机械的碳足迹。智能眼镜还可以帮助施工计划的进行,未来可能成为位于数千英里之外的专家们对机器和系统进行远程维护的重要助手。
五、即将引入 5G 技术:为了让机器与计算机之间的数据传输更为灵活,德累斯顿晶圆厂即将引入 5G 移动通信标准。工厂早已为 5G 技术的应用作好准备:在建设之初就将 5G 基础设施要求纳入考量。
六、实现碳中和:环境保护和可持续发展在第一天就成为德累斯顿晶圆厂的优先事项。这是晶圆厂能够从一开始就将实现碳中和的缘由。为达成这一目标,博世可以借鉴在罗伊特林根姊妹工厂中所积累的经验。例如,罗伊特林根工厂的主要能源供应完全由绿色电力和天然气提供。此外,先进的能源管理可确保其实现制造过程中的最佳功耗。