全球芯片产能紧缺还在持续发酵中。
全社会都希望半导体企业能够加快产品的生产运作,尽快缓解芯片缺芯的问题。“英飞凌不会为了要加快出货,来调快设备的速度。因为这样其实会带来质量方面的隐患,可能是得不偿失的。”英飞凌科技副总裁、英飞凌无锡制造、研发、测试技术和创新部负责人范永新在媒体沟通会上对大半导体产业网表示,从后道交货周期来讲,英飞凌是稳定的运行。
英飞凌科技副总裁、英飞凌无锡制造、研发、测试技术和创新部负责人范永新
安全稳定是扩产的首要条件
范永新认为,工厂的安全稳定是首位的,这样才能保证持续不断地交货。“及时地意识到缺芯的问题,英飞凌将进一步扩大产能。”为此,2021财年,英飞凌的总投资额将增至16亿欧元(早前的规划为14亿至15亿欧元)。此外,英飞凌将位于奥地利菲拉赫的300毫米晶圆厂的开工日期提前到了本财年第四季度。菲拉赫工厂全面投入运营后,每年生产的功率半导体将能够满足2500万辆电动汽车的传动系统的需求。
此外,在去年进博会上,英飞凌宣布在无锡扩建IGBT模块和功率半导体生产线。无锡工厂扩产后,将成为英飞凌最大的IGBT生产基地之一,将以更丰富的IGBT产品线满足快速增长的可再生能源、新能源汽车等领域的应用需求。
英飞凌为全球客户提供优质的产品和服务,遍及全球的 19 个工厂中约1/3是做晶圆制造的前道工厂,剩余的是后道工厂。
位于中国江苏的英飞凌无锡工厂是后道工厂,成立于1995年,是英飞凌在大中华区最大的制造基地。
当前,英飞凌正在把无锡工厂打造成英飞凌全球最大的IGBT制造中心之一。范永新表示,中国市场在英飞凌的全球业务中占有重要的战略地位,“无锡工厂的升级扩能,不仅能够进一步提高我们在中国的产能,同时还将帮助英飞凌巩固其在全球IGBT业务发展中的领先地位。”
另一方面,英飞凌无锡不断加强人才引进,尤其是在IGBT项目方面,“所以我们更多地是从增强产能方面来做准备,但是不会故意为了加快交货而片面地追求生产速度。” 范永新再次强调。
值得一提的是,EasyPACK 1B/2B模块已经在英飞凌无锡工厂投入量产而且产能还在不断扩大当中。EasyPACK 1A/2A模块也马上可以量产。
同时,英飞凌无锡工厂还正在引进用于电动汽车的HybridPACKTM双面冷却IGBT模块,这个IGBT模块能够把电池的直流电转换为驱动电机的交流电,并且能够将制动产生的交流电转换成为电池充电的直流电,从而提高电动车辆的续航里程。
在与赛普拉斯合并后,英飞凌已成为全球十大半导体公司之一,根据第三方研究机构发布的数据显示,尤其是在汽车电子、功率半导体和安全IC领域,英飞凌所占据的市场份额,位居全球第一。
持续推进智能工厂升级 追求“零缺陷”品质
实际上,英飞凌无锡已经比较早实现了自动化生产以及智能化的工业管控,所以产品工艺流程是稳定的。
在工业4.0的推进过程中,英飞凌认为实现制造系统的稳定化、数字化是基础,只有实现了制造系统的“稳定化、数字化”之后,再把所有的信息“人、机、料”等数字化,通过基于大数据分析、深度分析等方式,利用系统将现实世界与数字世界联系在一起,从而实现“人、机、料”等各方面有机统一跟资源利用最大化。
2013年起,无锡工厂就通过自主研发的制造执行系统(MES)实现了制造的自动化和智能化,显著提升了运营绩效。据统计,通过MES系统,无锡工厂的自动化程度高达80%,生产周期缩短50%,在没有额外投资新设备的情况下生产效率提升11%,制造因素和产品工艺参数实现100%可追溯,制程和人为错误降低50%。
作为一家制造企业,英飞凌用品质领导地位实现了差异化竞争。具体来讲:英飞凌的品质保障就是践行承诺。“我们承诺从功能、可靠性、交期、产量和成本等方面,实现“零缺陷”。在此基础上,英飞凌通过了多项质量标准认证,包括:ISO9001、IATF16949、AS9100、IEC17025、ISO26262等各种国际标准认证,从而保证了我们是在符合体系的要求下全面稳定运行。”范永新如是说。
多年的努力下,英飞凌在去年就已达到了2.9个DPB(每十亿个器件的缺陷率),这意味着英飞凌每生产十亿个器件的缺陷数量不足3个,对比好多行业还是以“每百万只多少个缺陷”的衡量,英飞凌树立了全球半导体的质量标杆。
无锡工厂则通过打造“卓越质量3-2-1”管理模式实现“零缺陷”,即一个核心(稳定性)、两个支柱(持续稳定、精进创新)、三个基石(系统和工具、组织、人才)。
利用智能检测的先进技术,无锡工厂对于可能出现“塌线”情况的产品有100%的X光检测。近年来已经由人工负责识别替换成了智能化的自动识别,既大大节省了人力,又保证了产品质量。“为了实现高质量保证,初期代价必然不少,例如5-10万颗的大批次产品中哪怕发现1颗存在塌线问题,这批产品也是存在风险的,对应的批次全部报废。”
低碳互联“凌”距离
应对“气候变化”的全球性挑战,英飞凌致力于持续减少碳排放,并在2020年制定了“有约束力的减排目标”,成为第一家承诺实现“碳中和”的半导体企业。范永新指出,英飞凌的目标是到2030年实现碳中和,也就是到2025年,把二氧化碳排放量较2019年降低70%。英飞凌将“让生活更加便利、安全和环保”作为使命,落实到了企业日常的运营当中。
具体来看,在践行碳中和方面,英飞凌有五大战略举措:1)通过废气净化,延续并完善减少温室气体排放的自愿措施;2)不断提高能源效率,并在制造领域采用最现代化的工艺技术;3)中期过渡到使用具有来源保证的100%绿色电力;4)通过扩建工厂的充电基础设施来推广电动汽车;5)对于无法完全避免的排放,以高质量标准购买碳排放证书,支持具有生态和社会效益的项目等。
历史上所取得的良好成绩,以及英飞凌的先进技术充实了其实现碳中和目标的信心。范永新表示,在生产过程中,英飞凌的资源利用效率远高于半导体行业的全球平均水平;在生产晶圆方面,英飞凌生产每平方厘米晶圆的耗电量比全球平均水平要低约47%,耗水量比全球平均水平要低约29%,产生的废弃物比全球平均水平要低约56%。
在电力全产业链中,英飞凌的功率半导体扮演着非常重要的角色。比如在能源的生成和储能方面,英飞凌有EasyPACK 1B/2B IGBT功率模块和SSO8功率器件,主要应用于太阳能发电、储能和快速充电等领域。EasyPACK 1B/2B模块效率更高、功率密度更大、尺寸更小且系统成本更低,能够助力实现灵活的电网设计。同时,它还能够提升将太阳能转换为电能的效率,改善电池用电效率,确保电网稳定。
在能源使用层面,其EasyPACK 1B/2B、1A/2A产品等IGBT功率模块以及分立器件产品,能够减少能源转换和分配构成中的损耗,让能源高效而广泛地应用于工业驱动、数据中心、汽车、智能楼宇等众多领域。
范永新表示,英飞凌无锡工厂希望能够在总部战略指导下,通过涵盖产品生命周期的减排战略和项目,与相关合作方共同创造可持续的生态价值。在原材料的采购、芯片封装测试,到芯片的包装和运输、芯片的使用等产品生命周期的各个环节,跟所有的利益相关方一起努力构建绿色循环链。
据了解,2015 年,无锡工厂实现碳达峰,2020 年的碳排放较 2015 年减少 27%。与此同时,工厂已经实现了 100% 循环利用包装材料、100% 使用废热循环加热水处理系统、在可用区域 100% 安装光伏发电系统。截至目前,无锡工厂有 28% 的办公用电都是由光伏驱动的。
英飞凌无锡工厂在可用区域安装光伏发电系统