全面互联化、应用人工智能 博世德累斯顿晶圆厂宣布正式落成

作为全球最先进的晶圆厂之一，博世位于德累斯顿的新晶圆厂建成，实现了互联化、数据驱动和自动优化。凭借着高度自动化、数字化互联设备、集成式流程和人工智能算法，德累斯顿晶圆厂成为智能工厂的典范和工业4.0的先锋。在德意志联邦共和国总理默克尔、欧盟委员会副主席Margrethe Vestager和萨克森州州长Michael Kretschmer的见证下，德累斯顿晶圆厂于今日正式宣布落成。

欧盟委员会副主席Margrethe Vestager表示：“博世在德累斯顿的新晶圆厂采用了最先进的技术是一个很好的例子，体现了产业和政府部门通过携手合作能够取得卓越成果。半导体作为欧洲的优势产业，将为运输、制造、清洁能源和医疗保健等行业的发展做出贡献。博世德累斯顿晶圆厂的开业将有助于加强欧洲作为尖端创新摇篮的竞争力。”

“于博世而言，半导体是一项核心技术，自主研发和生产半导体具有重要的战略意义。借助人工智能技术，我们在德累斯顿把半导体制造提升至全新水平，” 博世集团董事会主席沃尔克马尔·邓纳尔博士表示，“这是博世首个智能物联网工厂，从一开始就实现了全面互联化、数据驱动和智能升级。”博世在德累斯顿晶圆厂投资了约 10 亿欧元，是集团130 多年历史上总额最大的单笔投资。德累斯顿晶圆厂最早将于 7 月开始启动生产，比原计划提前了6个月。自此，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，也比原计划提前了3个月。德累斯顿晶圆厂将成为半导体制造网络的重要组成部分。依托于此，博世能够强化德国作为科技和商业高地的地位。“新晶圆厂对萨克森州、德国乃至欧洲都大有裨益。这将直接或间接地在这一潜力巨大的行业中创造许多新的工作岗位。10亿欧元的投资也促进了‘萨克森硅谷’和全欧洲半导体行业的发展。”萨克森州州长Michael Kretschmer说道。德累斯顿晶圆厂位于萨克森州首府，建筑面积达72,000平方米，已有250名员工在工厂内工作。在正式落成后，雇佣员工人数将达700人左右。

自20世纪50 年代以来，博世在微机电技术领域投入了大量精力。自1958年，博世开始生产半导体元件。自1970年，罗伊特林根工厂开始生产市场上没有的特殊部件。自2010 年，博世引入 200 毫米晶圆技术，在罗伊特林根和德累斯顿晶圆厂累计投资超过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。由此，博世将继续致力于推行半导体开发和制造领域的增长型战略。“博世在半导体领域的积累是打造高科技系统解决方案的关键。”邓纳尔说道。

工业4.0先驱

德累斯顿晶圆厂是全球最先进的芯片工厂之一：通过内置摄像头的眼镜，智能化的设备能在9000公里外进行远程维护。“凭借人工智能和物联网的结合，我们正在为以数据驱动的持续改进生产奠定良好根基。”邓纳尔表示。具体而言，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。在短短一天之内，数据就超过4200万页。随后，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。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，人工智能算法能立即对原因进行分析，并及时纠正过程偏差。邓纳尔说：“人工智能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，这也意味着半导体产品可以快速进入量产阶段，为整车客户节省了在量产前所需的耗时测试。人工智能也有助于优化设备维护工作。算法可以精确预测制造设备和机器人是否需要，以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。

“数字孪生”：现实工厂与虚拟工厂

德累斯顿晶圆厂的另一突出特点在于它有“两个”：一个在现实世界中，一个在虚拟数字世界。专业术语称之为“数字孪生”。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，并通过3D（三维）模型实现可视化。“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、通风系统以及设备和生产线。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。博世德累斯顿晶圆厂的维护也运用了高科技：智能眼镜和AR（增强现实技术）让机器能够实现远程维护。换而言之，德累斯顿晶圆厂的维护工作可以由亚洲某个机械工程公司的专家完成，无需亲临工厂。得益于智能眼镜内置的摄像头，图像传输可以横跨半个地球，远程专家在维修过程中与工厂员工实时交谈。在新冠疫情对旅行限制的情况下，这项技术对保证设备正常运作发挥了重要作用。

半导体：让生活质量更美好，道路更安全

不管是智能手机、电视还是运动手环，几乎所有的技术设备中都会应用半导体。无论现在还是未来，汽车离开了半导体将无法运转。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。也就是说，芯片数量在短短几年时间内就已经翻倍。专家预计驾驶员辅助系统、信息娱乐和动力系统电气化在未来几年内将迎来最强劲增长。博世凭借德累斯顿晶圆厂来应对日益增长的半导体需求。“半导体是实现发展的基石。配备德累斯顿出产芯片的电子元件将使自动驾驶和资源节约型驾驶等应用成为可能，并尽力实现最佳的驾乘保护。”博世集团董事会成员Harald Kroeger说。各项调研也证实了这一需求的增长势头。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。这意味着，半导体也是博世的一个增长领域。

以半导体专业知识打造竞争优势

Kroeger说:“车用芯片是体现半导体技术水平至关重要的载体。因为在汽车中，这些小部件必须特别牢固可靠。”在车辆的使用年限内，芯片会受到强烈振动和极端温度（范围从远低于冰点到远高于水的沸点）的影响。换句话说，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，需要专家具备相关专业知识。而博世在这一领域已经积累了数十年专长。开发人员和工程师熟稔微机电汽车部件背后的物理原理。这就为实现事故预防和环境保护创造了可能。与此同时，博世也提供这类系统开发和制造的“一站式”服务。“博世在芯片和系统方面的双重优势，具有重要的战略意义。” Kroeger说道。此外，博世还可以利用其在电子和软件方面的系统专业知识，与半导体开发和制造实现互补，以确保产品质量，并不断优化且降低成本。

“萨克森硅谷”：欧洲最大的微机电基地

经由全球选址，博世最终选择了萨克森州德累斯顿作为晶圆厂所在地。“萨克森硅谷”是欧洲最大、全球第五大微机电基地。三分之一的欧洲芯片在这里生产。德累斯顿为此提供了完美的条件。“工厂的选址和建设表明了大家对萨克森州作为高科技基地的充分信心。这里拥有经验丰富的专业人才以及数十年来积累起社区网络。” 萨克森州州长Michael Kretschmer认为。他补充道，德累斯顿基础设施完善，非常便利且交通畅达。这里聚集了来自汽车供应链、服务业和其他行业等各类企业，以及提供技术专长的高校和研究机构。“在德累斯顿，现代企业家精神、卓越的学术成就和高瞻远瞩的产业政策并驾齐驱，” Kroeger表示，“因此，博世经过审慎考量，选择了在德累斯顿进行集团130 多年历史上总额最大的单笔投资。”