Hat ok: Ezért Bosch új, 300 milliméteres félvezetőgyára az egyik legmodernebb chipgyár a világon

Elektronikus hálózatba kötött és magasan automatizált gyártás

Az 10 000 négyzetméteres tisztatérben található mintegy 100 gép és berendezés mind elektronikus kapcsolatban áll egymással és az összetett épületinfrastruktúrával egy adatközponton keresztül. Ennek érdekében 300 kilométernyi adatvezeték került lefektetésre. Minden gépnél akár 1 000 adatcsatorna kerül valós idejű feldolgozásra, és a gyáron belül egy szerverhez továbbítódik. Ez a központosított adatarchitektúra a wafergyártásban az egyik legnagyobb erőssége az új Bosch-gyárnak. Összesen körülbelül 500 oldalnyi szövegnek megfelelő gyártási adat keletkezik másodpercenként. Egy nap alatt ez több mint 42 millió, összesen 22 tonnás papírlapnak felel meg. Ezek az adatok segítségével például bármikor nyomon követhető, hogy az egyes waferek hol tartanak a gyártási folyamatban, hová mennek ezután, és mikor érkeznek oda. A waferek szállítását a berendezésről a berendezésre egy teljesen automatikus szállítórendszer végzi, amely egyes szállítódobozokat, úgynevezett FOUP-okat (Front Opening Unified Pod) használ. A FOUP-okban legfeljebb 25 wafer található. Ezért a manuális szállítás teljes mértékben kiküszöbölhető.

Első AIoT-gyár

A drezdai félvezetőgyár Bosch első AIoT-gyára. Az AIoT – ez a kifejezés a Mesterséges Intelligencia és a Dolgok Internete összekapcsolását jelenti. Ezáltal Bosch megalapozza az adat-alapú, folyamatos fejlesztést a gyártásban, és új mércét állít az Ipar 4.0 témakörében. A wafergyártás során keletkező adatvolumen például mesterséges intelligencia (MI) módszerekkel értékelhető. Egy MI-algoritmus például még a legkisebb hibákat is felismeri, amelyek a wafereken láthatóak a specifikus hibaképek, úgynevezett aláírások révén. Az okokat azonnal elemzik, és a folyamateltéréseket azonnal korrigálják, még mielőtt azok befolyásolnák a termék megbízhatóságát. Ez a kulcsa annak, hogy tovább javítsuk a gyártási folyamatokat és a félvezetők minőségét, valamint magas szintű folyamatstabilitást érjünk el. Ez pedig gyors sorozatindításhoz vezet a félvezető termékeknél. Az MI-algoritmusok pontos előrejelzéseket is képesek adni arról, hogy mikor és szükséges-e egy gyártógép vagy robot karbantartása vagy finomhangolása. A munkák tehát nem merev terv szerint zajlanak, hanem akkor, amikor valóban szükség van rájuk – és időben, mielőtt problémák alakulnának ki. A gyártásirányításban is MI kerül alkalmazásra, hogy a wafereket idő- és költségmegtakarítva navigálja át akár 700 folyamatlépésen keresztül, mintegy 100 berendezésen a gyárban.

„Digitális ikerrel” rendelkező gyár

A drezdai félvezetőgyár kétszer létezik – egyszer a való világban, egyszer pedig a digitálisban – ezt „digitális ikernek” nevezik. A gyár összes részegységét és az összes releváns épületadatot már a kivitelezés során digitalizálták, és háromdimenziós modellként jelenítették meg. Az iker mintegy félmillió 3D-objektusból áll – az épületektől és infrastruktúrától kezdve a szennyvíz- és energiaellátó rendszereken át a kábelcsatornákig és szellőzőrendszerekig, valamint a gépekig és gyártóberendezésekig. Ez lehetővé teszi a folyamatoptimalizálásokat, de akár az átalakításokat is szimulálni anélkül, hogy beavatkoznánk a folyamatban zajló gyártásba. Új berendezéseket mindig kétszer szállítanak a gyárba – egyszer a való világban, egyszer pedig digitális modellek formájában.

Az adatszemüveg szemével

A Bosch az drezdai gyárban kiterjesztett valóságot (AR) alkalmaz. Az okos AR-adatszemüvegek vagy tabletek segítségével a felhasználók digitális tartalmakat vetítenek be a valódi környezetbe. Például a Bosch által kifejlesztett AR-alkalmazás láthatóvá teszi a gyártási adatok energiáját a wafergyár virtuális épületmodelljén keresztül. Ezáltal optimalizálható a gyártóberendezések széndioxid-lábnyoma. Emellett az adatszemüvegek segítik az építési tervek készítését, és a jövőben fontos eszközök lesznek a távoli karbantartásban, amikor a szakemberek világszerte, nem helyben tartózkodva végzik a karbantartást.

Készen a 5G-re

Az adatok jövőbeni rugalmasabb átvitelének érdekében a félvezetőgyárban hamarosan bevezetésre kerül az új mobilkommunikációs szabvány, az 5G. A gyár ezért már eleve „5G-képes”. Minden szükséges építészeti intézkedést a 5G-infrastruktúra kiépítése érdekében már a kivitelezés során figyelembe vettek.

Klímabarát módon, az elejétől fogva

Az új helyszínen már a kezdetektől fogva figyelmet fordítottak a környezetvédelemre és a fenntarthatóságra. Ezért a drezdai félvezetőgyár már a kezdetektől fogva klímatudatosan működik. Bosch ehhez a Reutlingeni testvérgyár tapasztalataira alapoz. A fő energiaellátás például kizárólag megújuló energiaforrásokból, így zöldáramból és klímatudatos földgázból történik. Emellett egy kifinomult energiairányítási rendszer biztosítja az energiafogyasztás optimalizált gyártását.