Šest důvodů proč je nový závod společnosti Bosch na výrobu 300 mm polovodičů jedním z nejmodernějších závodů na výrobu čipů na světě

Elektronicky propojená a vysoce automatizovaná výroba
Všechny z přibližně 100 strojů a systémů v čistém prostoru o rozloze 10 000 m2 jsou elektronicky propojeny mezi sebou a s komplexní infrastrukturou budovy prostřednictvím datového centra. Za tímto účelem bylo položeno 300 kilometrů datových linek. Tímto způsobem se v reálném čase zaznamenává až 1 000 datových kanálů na stroj a předává se na server v rámci závodu. Tato centralizovaná datová architektura v továrně na výrobu waferů je jednou z největších předností nového závodu Bosch. Celkově se generují produkční data odpovídající 500 stranám textu za sekundu. Každý den se vygeneruje objem dat, který by odpovídal více než 42 milionům listů papíru o hmotnosti 22 tun. Pomocí těchto dat lze například kdykoli sledovat, kde se jednotlivé wafery ve výrobě nacházejí, kam směřují a kdy tam dorazí. Přepravu waferů mezi zařízeními zajišťuje plně automatický přepravní systém s jednotlivými přepravními boxy, takzvanými FOUP (Front Opening Unified Pod). V každém FOUP je až 25 waferů. Ruční přeprava je tak zcela eliminována.

První továrna AIoT
Závod na polovodiče v Drážďanech je prvním AIoT závodem společnosti Bosch. Termín AIoT označuje kombinaci umělé inteligence a Internetu věcí. Bosch tak vytváří základ pro neustálé zlepšování výroby založené na datech a definuje nové standardy v oblasti Průmyslu 4.0. Například objem dat generovaných ve výrobě waferů lze vyhodnocovat pomocí metod umělé inteligence (AI). Algoritmus umělé inteligence například detekuje i ty nejmenší vady, které jsou na waferech viditelné díky specifickým obrazům vad, tzv. signaturám. Příčiny jsou analyzovány okamžitě a odchylky procesu jsou bleskově opraveny, ještě dříve, než mohou ovlivnit spolehlivost výrobku.
To je klíčem k dalšímu zlepšování výrobních procesů a kvality polovodičů a k dosažení vysokého stupně stability procesů. To následně vede k rychlému zahájení sériové výroby polovodičových výrobků. Algoritmy umělé inteligence mohou také přesně předpovídat, zda a kdy výrobní stroj nebo robot potřebuje údržbu nebo seřízení. To znamená, že práce neprobíhají podle pevného plánu, ale přesně tehdy, kdy je to potřeba – a včas, než nastanou problémy. Umělá inteligence se používá také při řízení výroby, kdy naviguje wafery až 700 procesními kroky v přibližně 100 zařízeních v závodě, čímž šetří čas a náklady.

Závod s „digitálním dvojčetem“
Závod na výrobu polovodičů v Drážďanech existuje dvakrát – jednou v reálném světě a jednou v digitálním – jako „digitální dvojče“. Všechny části továrny a všechny relevantní konstrukční údaje celého polovodičového závodu byly během fáze výstavby digitálně zaznamenány a vizualizovány ve formě trojrozměrného modelu. Dvojče se skládá z přibližně půl milionu 3D objektů – od budov a infrastruktury, přes zásobovací a likvidační zařízení, kabelové trasy a ventilační systémy až po stroje a výrobní zařízení. Dokonce i každý výrobní proces a každý jednotlivý wafer v továrně byl digitálně replikován. To umožňuje simulovat optimalizace procesů i přestavby bez narušení probíhající výroby. Nová zařízení jsou do továrny dodávány vždy dvakrát – jednou ve skutečném světě a podruhé v podobě digitálních modelů.

Očima datových brýlí
Společnost Bosch používá ve svém závodě v Drážďanech Augmented Reality (AR). Díky chytrým datovým brýlím AR nebo tabletům se digitální obsah překrývá s reálným prostředím. Aplikace AR vyvinutá společností Bosch například zobrazuje energetické údaje z továrny na výrobu waferů ve virtuálním modelu budovy. To umožňuje optimalizovat stopu CO2 ve výrobních závodech. Datové brýle navíc podporují plánování výstavby a v budoucnu budou důležitým nástrojem pro dálkovou údržbu systémů odborníky z celého světa, kteří ani nejsou na místě.

Připraveno na 5G
Aby byl přenos dat mezi stroji a počítači v budoucnu ještě flexibilnější, bude v závodech na polovodiče brzy zaveden nový standard mobilní komunikace 5G. Zařízení je proto od samého počátku „5G-ready“. Veškerá nezbytná stavební opatření pro infrastrukturu 5G byla zohledněna již během výstavby.

Klimaticky neutrální od samého začátku
V novém závodě byla od samého počátku věnována pozornost ochraně životního prostředí a udržitelnosti. Z tohoto důvodu byl závod na výrobu polovodičů v Drážďanech od samého počátku klimaticky neutrální. Společnost Bosch čerpá ze zkušeností sesterského závodu v Reutlingenu. Například hlavní dodávky energie jsou zajišťovány výhradně ekologickou elektřinou a klimaticky neutrálním zemním plynem. Kromě toho zajišťuje sofistikovaný systém řízení spotřeby energie výrobu s optimalizovanou spotřebou.

Výroba polovodičů ve společnosti Bosch
Závod na výrobu polovodičů v Reutlingenu
Závod na výrobu 300 milimetrových waferů Drážďany