Six raisons : pourquoi la nouvelle usine de semi-conducteurs de Bosch de 300 millimètres est l'une des usines de puces les plus modernes au monde

Production électronique connectée et hautement automatisée

Chacune des environ 100 machines et installations dans la salle blanche de 10 000 mètres carrés est reliée électroniquement entre elles et à l'infrastructure complexe du bâtiment via une centrale de données. 300 kilomètres de câbles de données ont été installés à cet effet. Jusqu'à 1 000 canaux de données par machine sont ainsi enregistrés en temps réel et transmis à un serveur dans l'usine. Cette architecture centralisée de données dans la waferfab est l’un des plus grands atouts de la nouvelle usine Bosch. Au total, des données de production équivalent à plus de 500 pages de texte par seconde sont générées. En une journée, cela correspond à plus de 42 millions de pages imprimées avec un poids de 22 tonnes. Sur la base de ces données, il est possible de suivre à tout moment où se trouve chaque wafer dans la fabrication, où il va ensuite et quand il arrivera. Le transport des wafers d’une machine à l’autre est assuré par un système de transport entièrement automatisé avec des boîtes de transport individuelles, appelées FOUPs (Front Opening Unified Pod). Chaque FOUP peut contenir jusqu’à 25 wafers. Le transport manuel est ainsi totalement éliminé.

Première usine AIoT

L’usine de semi-conducteurs de Dresde est la première usine AIoT de Bosch. AIoT – ce terme désigne la combinaison de l’intelligence artificielle et de l’Internet des objets. Bosch crée ainsi la base d’une amélioration continue basée sur les données dans la production et établit de nouvelles références en matière d’industrie 4.0. Le volume de données généré dans la waferfab peut ainsi être analysé à l’aide de méthodes d’intelligence artificielle (IA). Par exemple, un algorithme d’IA détecte même les plus petites erreurs, visibles sur les wafers sous forme de signatures spécifiques d’erreurs. Les causes sont immédiatement analysées et les déviations de processus corrigées sans délai, avant même qu’elles n’affectent la fiabilité du produit. Cela constitue la clé pour améliorer encore les processus de fabrication et la qualité des semi-conducteurs, tout en atteignant un haut degré de stabilité des processus. Cela permet également un lancement rapide en série des produits semi-conducteurs. Les algorithmes d’IA peuvent aussi prévoir avec précision si et quand une machine de fabrication ou un robot doit être entretenu ou ajusté. Les travaux ne sont donc pas réalisés selon un plan rigide, mais précisément lorsque cela est nécessaire – et à temps, avant que des problèmes ne surviennent. L’IA est également utilisée dans la gestion de la production pour faire naviguer les wafers de manière efficace en termes de temps et de coûts à travers jusqu’à 700 étapes de processus sur environ 100 machines dans l’usine.

Usine avec « jumeau numérique »

L’usine de semi-conducteurs de Dresde existe en deux versions – une dans le monde réel et une dans le monde numérique – on parle de « jumeau numérique ». Toutes les parties de l’usine et toutes les données pertinentes du bâtiment de l’usine de semi-conducteurs ont été enregistrées numériquement dès la phase de construction et visualisées sous forme d’un modèle tridimensionnel. Le jumeau se compose d’environ un demi-million d’objets 3D – des bâtiments et de l’infrastructure, aux installations de distribution et d’évacuation, en passant par les chemins de câbles et les systèmes de ventilation, jusqu’aux machines et installations de fabrication. Cela permet de simuler des optimisations de processus, mais aussi des travaux de reconstruction, sans intervenir dans la production en cours. De plus, de nouvelles installations sont toujours livrées deux fois dans l’usine – une fois dans le monde réel et une fois sous forme de modèles numériques.

Avec les yeux des lunettes de données

Bosch utilise la réalité augmentée (AR) dans l’usine de Dresde. Grâce à des lunettes AR ou des tablettes intelligentes, les utilisateurs voient des contenus numériques intégrés dans leur environnement réel. Une application AR développée par Bosch permet, par exemple, de rendre visibles les données énergétiques de la waferfab dans un modèle virtuel du bâtiment. Cela permet d’optimiser l’empreinte carbone des installations de fabrication. De plus, les lunettes de données soutiennent la planification de la construction et seront à l’avenir un outil important pour la maintenance à distance des installations par des experts du monde entier, qui ne sont pas sur place.

Prêt pour la 5G

Pour rendre la transmission des données entre machines et ordinateurs encore plus flexible à l’avenir, la nouvelle norme de téléphonie mobile 5G sera bientôt introduite dans l’usine de semi-conducteurs. L’usine est donc dès le départ « prête pour la 5G ». Toutes les mesures nécessaires pour une infrastructure 5G ont été prises lors de la construction.

Neutre en carbone dès le départ

Depuis le début, le nouveau site a été conçu dans une optique de protection de l’environnement et de durabilité. C’est pourquoi l’usine de semi-conducteurs de Dresde a été rendue neutre en carbone dès le départ. Bosch s’appuie sur l’expérience de l’usine sœur de Reutlingen. L’approvisionnement principal en énergie se fait notamment exclusivement par de l’électricité verte et du gaz naturel neutre en carbone. De plus, une gestion énergétique sophistiquée permet d’optimiser la consommation dans la fabrication.