«Завод будущего» Bosch по производству полупроводников

Компания Bosch открыла в Дрездене одну из самых современных в мире фабрик по производству полупроводниковых пластин. Высокая степень автоматизации, полностью подключенные к Интернету машины и интегрированные процессы в сочетании с методами ИИ, подчеркивают в компании, сделают фабрику в Дрездене «умным» предприятием и новатором в области Индустрии 4.0.

Bosch инвестирует в новое высокотехнологичное производство около 1 млрд евро, это самая крупная единовременная инвестиция за более чем 130-летнюю историю компании. Как комментируют в компании, полупроводники для Bosch – основная технология, которую стратегически важно разрабатывать и производить их самостоятельно. Производство в Дрездене начнется уже в июле – на шесть месяцев раньше, чем планировалось. С этого времени полупроводники, произведенные на новом заводе, будут устанавливаться в электроинструменты Bosch. Для автомобильной промышленности производство чипов начнется в сентябре, на три месяца раньше запланированного срока. Новый завод станет важной частью сети производства полупроводников. Уже сейчас на производстве площадью 72 000 кв. м работают 250 человек. Численность рабочей силы должна вырасти примерно до 700 человек после завершения строительных работ.

Bosch самостоятельно производит полупроводники с 1958 г., а с 1970 г. завод компании в Ройтлингене выпускает специальные компоненты, которых нет в продаже. Только в свои фабрики по производству пластин в Ройтлингене и Дрездене Bosch инвестировала более 2,5 млрд евро с момента внедрения 200-мм технологии в 2010 г. Кроме того, миллиарды евро были инвестированы в развитие микроэлектроники.

Завод по производству полупроводниковых пластин, построенный в Дрездене, один из самых передовых в мире. В нем установлены машины с собственным мышлением, внедрено удаленное обслуживание и очки со встроенными камерами.

Благодаря сочетанию ИИ и интернета вещей, поясняют в Bosch, компания непрерывно совершенствует производство, основываясь на данных. Это означает, что все данные на заводе – связанные с оборудованием, датчиками и продукцией – собираются в центральной базе данных и затем оцениваются с помощью методов ИИ. В этом процессе самостоятельно оптимизирующиеся алгоритмы учатся делать прогнозы на основе полученных данных. Таким образом, процессы производства и технического обслуживания можно анализировать в режиме реального времени. Например, алгоритм ИИ может обнаружить даже мельчайшие аномалии в изделиях, которые видны на поверхности пластин в виде специфических ошибочных схем, известных как сигнатуры. Их причины немедленно анализируются, а отклонения от технологического процесса исправляются еще до того, как они могут повлиять на качество продукта.

Искусственный интеллект помогает обеспечить качество полупроводников и достичь высокого уровня стабильности процесса. Это означает, что полупроводниковые продукты могут быстро запускаться в полномасштабное производство, не требуя от автомобильную промышленность проведения трудоемких испытаний. Техническое обслуживание также оптимизируется благодаря ИИ: алгоритмы могут точно предсказать, когда тот или иной элемент производственного оборудования или робот нуждается в обслуживании или регулировке и нуждается ли вообще.

Еще одна особенность завода в Дрездене – он существует в двух измерениях, в реальном и в цифровом мире («цифровой двойник»). Во время строительства все части завода и все данные о строительстве, относящиеся к заводу в целом, были записаны в цифровом виде и визуализированы в трехмерную модель. Двойник состоит примерно из полумиллиона трехмерных объектов, в том числе зданий и объектов инфраструктуры, систем снабжения и утилизации, кабельных каналов вентиляционных систем, оборудования и производственных линий. Это позволяет Bosch моделировать как планы по оптимизации процессов, так и работы по реконструкции без вмешательства в текущие операции.

В работах по техническому обслуживанию на новом заводе также используются высокие технологии: например, очки для просмотра данных в дополненной реальности (AR). С их помощью работы по техобслуживанию машин могут проводиться даже дистанционно, например, специалистом из машиностроительной компании в Азии без необходимости приезжать в Дрезден. С помощью камеры, встроенной в очки для передачи данных, изображение транслируется по всему миру, и технический эксперт сможет обсудить процесс обслуживания того или иного устройства с партнером в режиме реального времени. Эта технология, отмечают в Bosch, также сыграла решающую роль в том, что фабрика была введена в эксплуатацию, несмотря на коронавирус и ограничения передвижения.

При поиске места для строительства фабрики по производству пластин после сравнения площадок по всему миру Bosch остановила свой выбор на Дрездене в Саксонии. «Кремниевая Саксония» –крупнейшая в Европе локация микроэлектроники и пятая по величине в мире, здесь производится каждый третий чип в Европе. Регион предлагает для этого все условия, включая отличную инфраструктуру: все находится в быстрой доступности, хорошо развито транспортное сообщение. В Саксонии расположены компании из автомобильной промышленности, сферы услуг и других отраслей, а также университеты и исследовательские институты, имеющие технологический опыт.

Чипы для автомобилей, отмечают в компании, это высшая ступень в полупроводниковой технологии, поскольку в автомобилях они должны быть особенно надежными. В течение всего срока службы автомобиля микросхемы подвергаются сильным вибрациям и экстремальным температурам, которые варьируются от температуры кипения воды до температуры замерзания. Поэтому они должны соответствовать более высоким стандартам надежности, а значит, разработка автомобильных полупроводников более сложна, чем в других областях применения, требует специальных знаний и опыта, которые компания Bosch накапливала на протяжении десятилетий.

Новый завод Bosch – это ответ на растущий спрос на полупроводники. В 2016 г., поясняют в компании, в каждом новом автомобиле по всему миру на борту было в среднем более девяти микросхем Bosch – в таких устройствах, как блок управления подушками безопасности, тормозная система и парктроник. Уже в 2019 г. установленных микросхем выросло почти в два раза – более 17. Еще в 1998 г., по данным ZVEI, стоимость микроэлектроники в автомобиле составляла 120 евро, к 2018 г. она выросла до 500 евро, а в 2023 г., как ожидается, превысит 600 евро. Это означает, что полупроводники — область роста и для Bosch.

В ближайшие годы эксперты ожидают, что самый сильный рост будет наблюдаться в системах помощи водителю, информационно-развлекательных системах и электрификации трансмиссии. Электронные компоненты, оснащенные чипами из Дрездена, сделают возможными такие приложения, как автоматизированное и ресурсосберегающее вождение, а также наилучшую защиту пассажиров, комментируют в Robert Bosch GmbH.