博世不再“芯荒”

譚晶寶

對博世而言，自建新晶圓工廠的目的并非是要從半導體巨頭手中搶占多少份額，而是出于對供應安全的考量， 同時也是其戰略轉型的有力支撐。

根據世界半導體貿易統計組織WSTS的數據，2020年，全球半導體銷售額約為4，400億美元，較2019年增長了7%左右。其中車用半導體占據全球半導體市場份額的10.6%，在歐洲、中東和非洲地區的半導體市場中，這一占比更是高達35%。WSTS預U 2021年半導體市場將增長11%左右，達到4，880億美元。

然而，與火熱的市場需求形成鮮明對比的，是供應端產能瓶頸所引發的全球范圍“芯荒”，而從疫情中快速恢復的汽車行業更是首當其沖，遭遇了“缺芯少輛”的巨大挑戰。車企的面對斷供的恐慌心理所產生的囤積行為進一步加重了芯片的短缺，不少車企甚至跨過一級供應商，直接與芯片制造商接洽來讓其優先保證自家供應。顯然，這種方式無法從根本上解決缺芯難題，提升芯片產能才是唯一的途徑。

最大的單筆投資

在一芯難求的危機關頭，博世德累斯頓晶圓廠正式落成投產。這座世界上最先進的半導體工廠之一總投資10億歐元，是博世有史以來最大的一次單筆投資，占地100，000平方米，約14個足球場大小。直徑300毫米（12英寸）的晶圓基片在這里耗時數月、歷經上百道工序之后變成半導體芯片成品。

博世的新工廠的落成地德累斯頓被稱為“薩克森硅谷”，是整個歐洲半導體制造的中心，在半導體行業工作的員工超過6，000人公司超過200個。除此之外，新工廠附件還擁有便捷的交通，只要幾分鐘就可以開上通往柏林的高速公路，距離德累斯頓機場只有幾公里遠，能讓這里生產出來的芯片快速運往各地。

博世德累斯頓晶圓廠被稱為世界上最先進的半導體工廠并非浪得虛名。德累斯頓晶圓廠的集中式數據架構是新工廠最大優勢之一。在10，000平方米無塵車間中，約100臺機器和生產線都實現了數字化互聯，并通過中央數據庫與復雜的建筑設施進行連接。其生成的生產數據相當于每秒500頁的文本，短短一天之內，數據就超過4，200萬頁，重達22公噸。晶圓通過全自動系統傳送，無需任何人工運輸，工廠在任何時候都精準地確認每個晶片在生產過程中的位置、下一步動向以及何時到達。

德累斯頓晶圓廠是博世集團首個智能物聯網工廠可利用人工智能來評估晶圓廠中產生的數據。例如，人工智能算法可以檢測到產品中出現的微小異常，這些異常在晶圓片表面以特定錯誤圖案形式出現，在這些異常影響產品可靠性之前，專家就立即對原因進行分析，并及時糾正過程偏差。這一技術可以讓博世不斷改善制造工藝和半

導體質量，實現高水平的穩定性。

此外，人工智能算法可以精確預測制造機械和機器人是否需要及何時進行維護或調整，與傳統工廠對設備進行定期檢修不同，這一技術能夠及時預判問題并隨時處理，從而節省時間和成本。

更讓人驚嘆的是，德累斯頓晶圓廠在虛擬數字世界建造了自己的“數字攣生工廠”。在施工過程中，工廠的所有部分以及與工廠相關的全部施工數據都以數字化形式記錄下來，并以3D模型可視化。“數字攣生”囊括了約100萬個3D對象，包含建筑物、基礎設施、供應及處置系統、電纜管道、通風系統以及機械和生產線。工廠的每一制造過程及單個晶圓都有其相應的“數字攣生”。由此，博世能夠模擬流程優化計劃并進行相應升級改造工作，無需干預正在進行的操作。此外，任何新機器需要交付給工廠兩次：一次在現實世界中，一次作為數據模型。

此外，該工廠中還應用了AR 增強現實、5G通信、能源管理等一系列前沿技術，這些技術的實現也讓工廠建設難度劇增。據了解，在整個工廠的建設過程中，所使用的鋼鐵達到了16，400公噸，挖土達到了9萬立方米，相當于7，500輛卡車的運載量，電纜長度達到380千米，相當于德累斯頓到柏林的往返路程。

緩解供應壓力

德累斯頓工廠將主要生產汽車所需的芯片來緩解汽車行業的缺芯壓力，值得一提的是，博世這座工廠從2018年春季便開始動工，并非是芯片短缺之后的決策，從中也可以看出博世對于未來戰略方向的準確把控。

在全球范圍內，每輛汽車中微電子的平均價值從1998年的138美元增長到2018年的559美元，到2023年預計達685美元。隨著電氣化、智能化和網聯化的發展，半導體在占到了新車創新的 80%。

2016年，全球新下線的每輛汽車中平均搭載了9塊博世芯片，而2019年這一數字已上升至17塊。眾所周知，芯片作為車企采購周期最長的關鍵部件，往往需要提前半年甚至一年時間下發訂單，對于博世這樣的一級供應商來說，可以說無時不刻不面臨著芯片供應的問題。所以，對博世而言，自建新的晶圓工廠的目的并非是要從半導體巨頭手中搶占多少份額，而是出于對供應安全的考量，同時也是其戰略轉型的有力支撐。