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芯片荒进行时下的英飞凌建厂新思量

《名企发布会动态》
2021-09-18 12:46 来源:电源网原创 编辑:邢

全球半导体制造商正努力克服持续已久的芯片短缺问题。台积电此前宣布将在三年内投资1000亿美元用于提升产能,三星表示未来10年将投资1160亿美元研发非内存芯片,英特尔承诺投资200亿美元建厂,中芯国际与政府签订23.5亿美元扩产协议,并计划新芯片厂于明年开始生产。以可靠性、创新性和追求可持续发展著称于世的全球十大半导体制造商之一的英飞凌,早在2018年就开始布局新芯片厂以扩大产能,终于在2021年9月17日这一天宣布其在奥地利菲拉赫新建的300毫米薄晶圆芯片工厂完成建设,比预期提早三个月,首批晶圆将于本周完成出货。这对于汽车、数据中心、消费电子等对芯片有旺盛需求的行业都是一个振奋人心的好消息。

为什么要斥巨资兴建工厂?

这座位于奥地利菲拉赫新的高科技自动化芯片厂总投资额为16亿欧元,是业内最大的芯片厂之一,主要用于生产高能效功率半导体器件。它也是英飞凌第二座用于生产功率半导体器件的大型300毫米薄晶圆芯片工厂。另一座位于德累斯顿。

目前,世界各主要经济体都在积极探索绿色低碳发展之路。英飞凌菲拉赫新工厂生产的高能效芯片将拥有巨大的需求,为全球低碳节能发展做出积极贡献。英飞凌科技股份公司首席执行官Reinhard Ploss博士表示,英飞凌未来的发展方向是绿色、节能、可持续,这与全球倡导的绿色可持续发展之路相契合。菲拉赫新工厂的建立让绿色发展成为可能,我们可以通过我们的芯片,尤其是节能芯片,在汽车、电脑、手机等各种工业产品和设备上做到节能减排。设立菲拉赫新厂,也是向着我们未来宏大的零排放目标迈进的重要一步。

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菲拉赫新工厂生产的高能效芯片可以智能地控制电源开关,显著降低诸如家用电器、LED照明设备和移动设备等众多应用的能耗,从而最大限度地减少碳排放。从数字上来看,它能将冰箱的能耗降低40%,将建筑照明的能耗降低25%。同时规划的工业半导体年产能将能够满足发电量总和约1,500 TWh的太阳能系统之所需,而这约是德国年耗电量的三倍。而采用新生产设施所生产的产品能够减少超过1300万吨的二氧化碳排放,相当于欧洲2000多万居民产生的二氧化碳量。

建造一座半导体工厂至少需要两年的时间,成本投入数十亿美元。一旦建成,也要面临三个月以上无法全速出货和市场随时出现供大于求的困境。尽管如此,三年前的英飞凌依然选择斥巨资以提升整体产能。三年后的今天,市场证明了英飞凌当初的选择是对的。新工厂预计将为英飞凌带来每年约20亿欧元的销售额提升。设立菲拉赫新工厂,让英飞凌有足够的产能,足够的能力去供应市场,支持自身未来的发展,保持市场领先地位。同时,也可以通过提供芯片支持全球各行业的创新发展。

英飞凌科技股份公司首席执行官Reinhard Ploss博士表示:“世界需要低碳节能发展,英飞凌也需要保持市场领先地位,哪怕是新冠疫情都无法阻挡我们的决心。”

英飞凌菲拉赫新工厂的优势是什么?

英飞凌菲拉赫新工厂是世界上最先进的功率半导体芯片工厂之一,拥有高超的制造工艺、高度的自动化工艺流程和可持续生产三大优势。

在制造工艺方面,300毫米薄晶圆厚度仅为40微米,比人的发丝还要细。在当前市场中,自有制造能力非常重要。而菲拉赫是英飞凌功率半导体的专业核心,约十年前,英飞凌在这里成功开发出了在300毫米薄晶圆上生产功率半导体的技术。由于晶圆直径较大,这种技术的使用带来显著的产能优势,并降低资本开支。

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在高度的自动化工艺流程方面,英飞凌可以整合性地看待客户的需求,然后与自身的产能进行匹配。英飞凌已经在德累斯顿工厂实现了全自动化批量生产,如今在菲拉赫也兴建了新工厂,这样英飞凌便有两座用于生产功率半导体器件的大型300毫米薄晶圆芯片工厂,以保证供给足够的芯片。这两座工厂基于相同的标准化生产和数字化理念,使得英飞凌能够像控制一座工厂一样,来控制两座工厂的生产运营,不仅进一步提高了产能,而且能够为客户提供更高的灵活性。英飞凌能够在两座工厂之间迅速调整不同产品的产量,从而更加快速地响应客户需求。这两家工厂实质上“合体”成为同一个巨型虚拟工厂,成为英飞凌在300毫米制造领域树立的新标杆,能够进一步提高资源和能源使用效率,保护环境。

英飞凌科技股份公司首席运营官Jochen Hanebeck介绍说,两座工厂都是高度自动化的,不会再使用人工来运输晶圆,我们的自动化运输系统长达6公里,将所有的设备连接在一起。我们还使用人工智能来更智能的管理、收集数据。通过人工智能和高度自动化的技术来做更好的抉择,而且可以实现预测性维护,更好地测试设备可靠性,同时也可以降低碳排放量。我们还会使用可再生能源,通过冷却系统的废热智能回收利用,满足工厂80%的供暖需求。

在可持续生产和循环经济方面,英飞凌的另一个重要里程碑是绿氢的生产和回收。自2022年初开始,芯片生产过程中所需的氢气将直接在菲拉赫工厂利用可再生能源来制备,从而消除原生产和运输环节中的二氧化碳排放。绿氢在用于芯片生产后将被回收,为公交巴士提供动力。

如何解决芯片荒问题?

全球范围内都在面对芯片短缺的问题,但是大家也都在努力尝试缓解这一问题。英飞凌希望可以首先通过库存来解决一部分的问题,然后通过把产能更智能地分配给不同的产品线,灵活应对其他芯片短缺问题。英飞凌科技股份公司首席运营官Jochen Hanebeck认为,菲拉赫300毫米新晶圆厂的设立,是英飞凌开拓进取精神的体现。因为新厂的生产能力的建设需要一个前端的建设时期,可能会在2023年2024年才达到顶峰状态,后期市场也可能会出现供应过剩的问题,但英飞凌目前能做的是建设产能,提高工厂的科技含量和自动化的程度,力求万无一失地去应对未来。他也希望通过高效的管理以及预测,去对抗供应过剩的情况。

“我们要切换一种思维方式”,英飞凌科技股份公司首席运营官Jochen Hanebeck指出,“我们需要在与合作伙伴、客户建立共识的基础上,共同进行生产方面的协调,这样才能使我们能够更加灵活的应对市场的风云变幻。我们在新冠疫情期间也学到一课,就是采取智能的库存处理方式非常重要,这是未来需要的。”

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