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全面互聯化實現人工智慧 博世正式啟用德勒斯登晶圓廠
[SmartAuto 陳念舜 報導]   2021年06月09日 星期三 瀏覽人次: [987]

近來因為國際車用電子晶片缺料孔急,加速美、歐等地紛紛投入自主發展半導體產業,博世(Bosch)集團7日也在德國總理梅克爾(Angela Merkel)、歐盟執委會副主席Margrethe Vestager和薩克森邦首長Michael Kretschmer線上共同見證下,宣佈於德勒斯登正式落成啟用全球最先進的晶圓廠之一,其將利用導入高度自動化、全面互聯化、數據驅動化及自行優化的機器和整合程序,並結合人工智慧(AI),而成為工業4.0智慧工廠的先驅。

數位眼鏡和擴增實境讓機器的維護工作,可遠距完成
數位眼鏡和擴增實境讓機器的維護工作,可遠距完成

如今幾乎在所有現代科技裝置中,都可以看到半導體存在,就連存在已百年的汽車工業也無法例外。據統計2016年,全球每輛新車內平均至少搭載9顆博世晶片,主要運用於安全氣囊控制元件、煞車系統和停車輔助系統等;在短短3年間(2019)就幾乎倍增到了超過17顆,預估未來受惠於駕駛輔助、資訊娛樂系統及動力系統電氣化,還將帶動最強勁成長。

另依德國電子工業協會(ZVEI)調查數據顯示,1998年每輛新車中的微電子設備價值約為 120歐元;而到了2018年,價值已經上升到500歐元;預估2023年,將可望超過600歐元。顯見對於博世而言,半導體也是其主力成長的領域,將以座落於德勒斯登的新晶圓廠來滿足日益成長的半導體需求。

博世集團董事會成員Harald Kroeger認為:「半導體是進步的基石,汽車若搭載從德勒斯登所生產晶片構成的電子元件,將可讓自動駕駛和節能型駕駛等應用成為可能,並可為乘客提供最佳保護。」

然而,因應在汽車正常壽命的使用期間,晶片將會受到強烈振動和極端溫度影響,溫度範圍從低於冰點到高於水的沸點,所以其配置在汽車中體積微小的晶片也必須符合較嚴格的可靠性標準,特別強韌堅固,從而形成對於半導體技術的終極試煉,也代表著開發車用半導體遠比其他應用更為複雜,更需要專業知識!

由於在過去幾十年已累積這些長才,讓博世內部開發人員和工程師深知微電子汽車零組件背後的物理原理,從而開創了預防交通事故和保護環境的全方位系統可能性,同時提供此類系統開發和製造的一站式購足服務。Kroeger補充說:「這種結合晶片和系統專長的雙重優勢,對博世深具策略發展意義。」讓博世還可利用自身在電子和軟體方面的系統專長,強化半導體開發和製造的實力,使之可確保產品品質的前提下,不斷改善並降低成本,成為博世推出眾多高品質生產系統解決方案的關鍵。

「對於博世而言,半導體為可自主研發及生產的核心技術,深具集團策略發展意義。在德勒斯登新廠透過人工智慧,我們將半導體製程更上一層樓。」博世集團執行長鄧納爾(Volkmar Denner)進一步指出:「這是我們首座人工智慧物聯網(AIoT)工廠,在啟用第一天即作到製造業的完全聯網、數據驅動化以及自行優化能力,為晶片製造設定新標準,使之持續改善及快速生產奠定良好的基礎。」

這意味著晶圓廠內可將從機器、感測器和產品收集來的所有數據,都集中在資料庫,每秒約可產生相當於500頁紙本的生產數據,一天內即有相當於超過4,200萬頁紙本。接著經過人工智慧來評估這些蒐集來的數據,並利用自我優化演算法學習該如何依數據進行預測,以即時分析製造和維護程序;甚至可用來檢測、識別出來晶片表面上最微小的異常,在影響產品的可靠度之前,即時分析異常原因,並校正程序的偏差。鄧納爾說:「人工智慧是進一步改善製程和達成高水準半導體品質穩定性的關鍵。」

這也代表著半導體產品可以快速進入全面生產,減少汽車產業客戶在量產前進行耗時的測試需求。以及藉由人工智慧優化維護工作,可利用演算法即時精確地預測機器或機器人是否需要維護或調整。換言之,這樣的任務不是遵循嚴格的時程表,而是根據實際需要的時間來進行,並在任何問題發生之前提早完成任務。

這座晶圓廠的另一特色便是其引進「數位分身」技術,在施工中以數位方式記錄工廠的每個部分和所有施工數據,包括建築物和基礎設施、供應和廢棄物處理系統、電纜槽、通風系統、機械和生產線等約有50萬個3D物件,皆可在3D模型中一目了然,促使博世得以在不干預施工的情況下,模擬流程優化計劃和改造工作。

還能利用數位眼鏡和擴增實境(AR)技術,由具有獨立思考能力的機器,透過內建攝影機的眼鏡,將影像數據傳輸到地球的另一端,讓遠在亞洲的機械工程公司專業技術人員即時與工廠負責人員對話,來完成德勒斯登廠內機器的維護工作,使之縱使遭遇covid-19疫情相關的差旅限制下,仍可確保機器正常運轉。

該耗資約10億歐元的德勒斯登新廠為博世成立130多年來最大的單筆投資案,將是半導體製造網路中重要的一環,強化德國在科技和商業領域的地位。於今年7月開始運轉後,較原計劃提前6個月,未來首批即將生產的半導體將用於博世的電動工具;接著針對汽車產業客戶所製造的晶片,預計將於9月開始生產,較原計劃提前3個月。

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