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全球芯片危机当下,博世投资10亿欧元的德累斯顿晶圆厂投产了

2021年06月11日 14:52:01
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来源:AutoLab

6月7日晚上,我们一行来到位于上海长宁区的博世中国总部,目的是见证一件博世历史上的大事情——博世德累斯顿晶圆厂将正式开业,这个价值高达10亿欧元的工厂,是博世史上最大的单笔投资。

但疫情期间,我们不能亲临德国德累斯顿。我们只能在博世中国总部大楼会议室中,与德国总部连线,并带我们进行一场虚拟的工厂参观。同时连线采访的还有全球各国的媒体记者。

我曾经在十多年前去过德累斯顿,那是一座被二战盟军飞机完全摧毁的德国历史名城,然后在此后的几十年间德国人用当年废墟中的建筑材料,完全按原样重建了这座城市。

德累斯顿除了拥有德国最大萨克森硅谷外,它也是全球第五大的硅谷,欧洲1/3半导体在这里生产。

它还有一些全球知名的工厂:例如著名的大众辉腾玻璃工厂(目前也为宾利生产部件),还有机械手表上的明珠——格拉苏蒂和朗格也在这里。

我们首先科普一下,什么是晶圆工厂?

“晶圆”是指由硅等材料制成的圆盘,圆柱形单晶硅棒是由极热的液态硅经过拉制工艺制备而成。然后晶圆就是把大根硅棒切成直径在300 毫米(12英寸),厚度不超过 1 毫米的圆盘。这个东西负责构建成我们今天的世界。

我们所有见到的超级集成电路,包括汽车行业常说的芯片,都是在晶圆基础上打造的。

例如汽车上装备的MEMS 传感器 (微机电系统),在车辆各类应用中发挥作用,例如告知四驱控制单元轮胎有没有打滑。MEMS 传感器支持智能手机拍照更清晰,降低抖动晃动对画质的影响。

这个MEMS传感器呈矩形或正方形,体积在没有封装前比针头还小,高度在 1 至 4 毫米之间。但一块 8 英寸(200 毫米)晶圆就可生产出几百至几千个这样的芯片,而博世德累斯顿工厂生产的是12英寸(300毫米)。

那么博世这个投资了10亿欧元建成的德累斯顿晶圆厂都有什么能耐,它能解救世界“缺芯”的状况么?我们一一道来:

问题一:德累斯顿晶圆厂有多大?

德累斯顿晶圆厂座落在萨克森硅谷,这里离德累斯顿机场不远,工厂外面就是通往柏林的高速公路,可以说物流非常方便。

工厂2018年6月开始施工建设,占地面积约10万平方米(相当于14个足球场)。2019年下半年,德累斯顿晶圆厂完成外部施工,其建筑面积达到72,000平方米。2020年11月,初步建成的高精密生产线完成了首次全自动试生产。

德累斯顿晶圆厂的最后建设阶段,工厂将聘用700名员工,而目前大约有250名员工。

问题二:博世晶圆厂是世界最先进的么?

并非是这样,博世晶圆工厂目前的生产制程只为65纳米,未来也不会低于45纳米,因为汽车用和普通的消费电器芯片并不需要太高精度制程。

举个例子,我们电脑用的Intel CPU是Intel自家的晶圆厂生产,制程为14纳米。而AMD的CPU由台积电代工,采用世界最先进的7纳米制程。

但制程只是一部分,因为汽车用芯片对可靠性、坚固性和高温差的要求,比普通的消费芯片要要高得多。所以依然有很大挑战。

博世晶圆工厂技术相比其它工厂,它可以把近年才出现的顶尖技术实用化。例如它是首个智能物联网(AloT)工厂,结合了人工智能(AI)和物联网(IoT),采用工业 4.0 设定全新标准。好处之一是大大提高成品率,保证晶圆的质量。

问题三:除了汽车芯片还生产什么?

博世晶圆工厂主要用来生产汽车芯片,事实上今年1月德累斯顿晶圆厂已经进行试生产,博世将第一批晶圆来制造功率半导体,以应用于电动车及混合动力车中DC-DC转换器等领域。

不过现在正式生产(比计划提前了半年),7月第一批芯片用在博世的电动工具上,汽车芯片已经排上汽车的芯片会在9月生产。

问题四:博世预先知道世界缺芯?然后投资建厂

博世集团董事会主席沃尔克马尔·邓纳尔博士

并非是这样,因为是2017年作出投资德累斯顿晶圆厂决定,半导体行业是一项长期性投资。当时投资建厂时也没想到会有疫情,更没想到今年汽车行业缺芯如此严重。

博世谈到,他们是看到了这个市场的需求,所以才作这个决定。数据显示在全球范围内,每辆汽车中微电子的平均价值从 1998 年的 138 美元增长到 2018 年的 559 美元,到 2023 年预计达 685 美元。

只能说,德累斯顿晶圆厂建成投产时,在商业上遇到了最好的时机。所以说机会总是留给有准备的人。

最后,德累斯顿晶圆厂能拯救世界缺芯么?

在连线采访现场,这个问题包括中国和海外媒体都提到。博世很保守地提到:晶圆工厂主要是满足博世自身的需求,因为不是所有半导体都是博世自做的。虽然芯片也会出售,但大部分的芯片将用于博世自己的系统。所以他们认为“我们起到一定作用,但改变不了大局。”

不过博世“不小心”说到:“所有全球汽车制造商几乎都是我们的客户名单。”

而数据显示,2016 年全球新下线的每辆汽车中平均搭载了 9 块博世芯片,而 2019 年这一数字已上升至 17 块。

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