芯東西（公眾號(hào)：aichip001）
作者 | ?心緣
編輯 | ?漠影
芯東西6月25日?qǐng)?bào)道，在英飛凌無錫工廠，露天的停車棚頂上，一塊塊光伏太陽能電板整齊地排列著。這可不是為了給車子遮太陽，而是無錫工廠獲取清潔能源的方式之一。
為降低碳排放、構(gòu)建綠色工廠，英飛凌在2020年制定了“有約束力的減排目標(biāo)”，成為第一家承諾實(shí)現(xiàn)“碳中和”的半導(dǎo)體企業(yè)。
近日，芯東西等媒體參觀了英飛凌無錫工廠，并與英飛凌科技副總裁、英飛凌無錫制造、研發(fā)、測試技術(shù)和創(chuàng)新部負(fù)責(zé)人范永新進(jìn)行交流。范永新分享了這一國際半導(dǎo)體巨頭的無錫制造基地在綠色工廠、智能工廠和追求零缺陷方面的探索及思考，這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)于其他制造工廠來說同樣具有借鑒的價(jià)值。
一、制定五大戰(zhàn)略舉措，2030年實(shí)現(xiàn)碳中和
在與賽普拉斯合并之后，英飛凌已成為全球十大半導(dǎo)體公司之一，也是汽車電子、電源管理和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、安全互聯(lián)系統(tǒng)、無線combo、差異化存儲(chǔ)等諸多領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。
根據(jù)第三方研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，尤其是在汽車電子、功率半導(dǎo)體和安全I(xiàn)C領(lǐng)域，英飛凌所占據(jù)的市場份額，位居全球第一。
英飛凌的前道和后道工廠遍布全球。其中，做晶圓制造的前道工廠約占1/3，其余的是后道工廠，后道工廠有超過一半分布在亞太地區(qū)。
1995年成立的無錫工廠，是一家典型的“后道”工廠，主要做封裝和測試。
目前，無錫工廠的員工數(shù)超過1300人，是英飛凌大中華區(qū)最大的制造基地，也是英飛凌全球最大的IGBT制造中心之一，主要生產(chǎn)分立器件、智能卡芯片、功率半導(dǎo)體等產(chǎn)品。
范永新說，英飛凌計(jì)劃到2025年，將二氧化碳排放量較2019年減少70%，到2030年實(shí)現(xiàn)碳中和，并圍繞此目標(biāo)制定了碳中和五大戰(zhàn)略舉措。
此前，英飛凌歷來有良好的節(jié)能減排記錄。例如在生產(chǎn)過程中，英飛凌的資源利用效率遠(yuǎn)高于半導(dǎo)體行業(yè)的全球平均水平；在生產(chǎn)晶圓方面，英飛凌生產(chǎn)每平方厘米晶圓的耗電量比全球平均水平要低約47%，耗水量比全球平均水平低約29%，產(chǎn)生的廢棄物比全球平均水平低約56%。
二、減少電力消耗，啟用清潔能源
由于半導(dǎo)體制造恒溫、恒濕、無塵的特殊環(huán)境要求，以及關(guān)鍵制造工藝的電力要求，英飛凌無錫的碳排放主要來源于電力消耗。
從基于世界能源研究所溫室氣體核算體系得出的2020年碳足跡分析來看，英飛凌無錫工廠因電力消耗所產(chǎn)生的碳排放占比達(dá)到了97%。其中相當(dāng)大一部分電力消耗于動(dòng)力設(shè)備、空調(diào)等等方面。
為了更好地建設(shè)綠色工廠，英飛凌無錫工廠主要聚焦覆蓋產(chǎn)品周期的五大重點(diǎn)領(lǐng)域：低碳制造設(shè)計(jì)、提高能源效率、減少直接排放、資源循環(huán)利用、使用清潔能源。
無錫工廠的布局都是樓宇式的，所以相對(duì)可用的面積不多。其所有可用區(qū)域全部裝了光伏發(fā)電系統(tǒng)。范永新透露，截至目前，工廠有28%的辦公用電是由光伏驅(qū)動(dòng)的，未來他們還會(huì)繼續(xù)開發(fā)新的節(jié)能方式。
當(dāng)前無錫工廠已經(jīng)取得一些節(jié)能減排成果。比如早在2015年，該工廠就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰，2020年碳排放較2015年減少了27%。
該工廠還實(shí)現(xiàn)了100%循環(huán)利用包裝材料、100%使用廢熱循環(huán)加熱水處理系統(tǒng)、在可用區(qū)域100%安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)。
根據(jù)2021年中國船級(jí)社質(zhì)量評(píng)估機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，英飛凌無錫工廠的綠色績效處于半導(dǎo)體行業(yè)前5%。
三、用自家產(chǎn)品助力高效的能源鏈
應(yīng)對(duì)氣候變化和能源稀缺的挑戰(zhàn)，英飛凌走得是雙線并行路線，一方面減少自身碳排放量，另一方面用自家產(chǎn)品來助力高效的能源鏈，從發(fā)電、輸配電、儲(chǔ)能到能源的使用，為全產(chǎn)業(yè)鏈提供高能效解決方案。
在能源的生成和存儲(chǔ)方面，英飛凌有EasyPACKTM 1B/2B IGBT功率模塊和SSO8功率器件，主要應(yīng)用于太陽能發(fā)電、儲(chǔ)能和快速充電等領(lǐng)域。
EasyPACKTM 1B/2B模塊效率更高、功率密度更大、尺寸更小且系統(tǒng)成本更低，助力實(shí)現(xiàn)靈活的電網(wǎng)設(shè)計(jì)，還能夠提升將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的效率、改善電池用電效率、確保電網(wǎng)穩(wěn)定。
在能源使用方面，英飛凌的IGBT功率模塊以及分立器件產(chǎn)品，可以減少能源轉(zhuǎn)換和分配構(gòu)成中的損耗，讓能源高效而廣泛地應(yīng)用于工業(yè)驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)中心、汽車、智能樓宇等領(lǐng)域。
EasyPACKTM 1B/2B模塊已經(jīng)在英飛凌無錫工廠投入量產(chǎn)而且產(chǎn)能還在不斷擴(kuò)大當(dāng)中。EasyPACK 1A/2A模塊也已做好量產(chǎn)準(zhǔn)備。
同時(shí)，英飛凌還正在引進(jìn)用于電動(dòng)汽車的HybridPACKTM雙面冷卻IGBT模塊，該模塊能將電池的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的交流電，并能將制動(dòng)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成為電池充電的直流電，并且當(dāng)中的損耗很低，從而有助于提高電動(dòng)車輛的續(xù)航里程。
英飛凌無錫工廠希望通過涵蓋產(chǎn)品生命周期的減排戰(zhàn)略和項(xiàng)目，與相關(guān)合作方共同創(chuàng)造可持續(xù)的生態(tài)價(jià)值。
四、 建設(shè)智能工廠，落地工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能工廠是英飛凌物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的重要組成部分。同時(shí)，英飛凌也在研制工業(yè)4.0所需要的核心器件和領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案。
英飛凌能夠提供值得信賴的安全解決方案、高級(jí)感測能力、跨應(yīng)用控制以及高效電源管理，這些對(duì)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0具有非常重要的作用。
此外，英飛凌把數(shù)字化覆蓋生產(chǎn)、供應(yīng)鏈和技術(shù)開發(fā)全流程，作為其實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的一個(gè)目標(biāo)。
自2013年起，英飛凌無錫通過自主研發(fā)的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)了制造的自動(dòng)化和智能化，顯著提升了運(yùn)營績效。
該系統(tǒng)能夠?qū)θ恕C(jī)、料、法、環(huán)等五大關(guān)鍵生產(chǎn)要素進(jìn)行智能控制，利用無紙化、數(shù)據(jù)分析及智能決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化和智能化，降低成本，提升速度和質(zhì)量。
例如，英飛凌無錫將生產(chǎn)周期縮短了50%；在沒有額外投資新設(shè)備的情況下，生產(chǎn)效率提升了11%；實(shí)現(xiàn)了制造因素和產(chǎn)品工藝參數(shù)100%可追溯；自動(dòng)化程度達(dá)到了80%；基于MES之上的系統(tǒng)，使得制程和人為錯(cuò)誤降低了50%。
范永新透露道，無錫工廠當(dāng)前還未完全自動(dòng)化的更多是一些搬運(yùn)過程，他們正著手做物料搬運(yùn)的工作，會(huì)借助AGV（自動(dòng)導(dǎo)引車）在MES系統(tǒng)的調(diào)度下，將產(chǎn)品自動(dòng)從一站送到下一站。
除了IT設(shè)施、算法等方面，無錫工廠還有一個(gè)大的工廠集成團(tuán)隊(duì)，去更多地做一些工廠運(yùn)行所用到的一些軟件能力開發(fā)。
經(jīng)過多年努力，英飛凌無錫也得到了行業(yè)跟社會(huì)的廣泛認(rèn)可，今年被評(píng)為“無錫市智能工廠”。
英飛凌一直秉持著“跟供應(yīng)商、跟商業(yè)合作伙伴”合作的三角模型，與他們分享在“智能工廠、工業(yè)4.0”方面的管理思路、運(yùn)用方法與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也向他們?nèi)W(xué)習(xí)，互相取長補(bǔ)短。
范永新還談及英飛凌無錫的工業(yè)4.0藍(lán)圖。
提到“工業(yè)4.0”，其實(shí)就是要萬物互聯(lián)，而聯(lián)網(wǎng)則涉及安全性的問題。
尤其對(duì)于英飛凌這樣的高科技企業(yè)而言，知識(shí)產(chǎn)權(quán)是非常重要的。如何防止甚至減少聯(lián)網(wǎng)之后的風(fēng)險(xiǎn)？這是必須嚴(yán)格把關(guān)的事項(xiàng)。
對(duì)此，英飛凌無錫采用了一套安全解決方案，實(shí)現(xiàn)安全的身份認(rèn)證、物品識(shí)別、權(quán)限控制及通訊連接。在此過程中，能滿足安全需求的智能卡芯片恰恰是無錫工廠主營的產(chǎn)品之一，這些芯片已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于支付、娛樂、政府身份識(shí)別、個(gè)人識(shí)別、物品識(shí)別、通訊聯(lián)系等眾多場景。
五、每生產(chǎn)10億個(gè)器件，缺陷器件數(shù)不到3個(gè)
從產(chǎn)品的角度來講，英飛凌用品質(zhì)領(lǐng)導(dǎo)地位實(shí)現(xiàn)了差異化競爭，承諾從功能、可靠性、交期、產(chǎn)量和成本等方面，實(shí)現(xiàn)零缺陷。
“零缺陷”首先是汽車電子提出的，不過，無錫工廠并未區(qū)別對(duì)待消費(fèi)電子、工業(yè)等其他非汽車電子用戶，而是以同樣的最高標(biāo)準(zhǔn)做所有生產(chǎn)。
英飛凌通過了許多質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，包括ISO9001、IATF16949、AS9100、IEC17025、ISO26262等各種國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，從而保證了在符合體系的要求下全面穩(wěn)定運(yùn)行。
經(jīng)由多年努力，截至去年，英飛凌每生產(chǎn)10億個(gè)器件，出現(xiàn)缺陷器件的數(shù)量不到3個(gè)，這樹立了全球半導(dǎo)體的質(zhì)量標(biāo)桿。
要知道，在好多行業(yè)，缺陷率還是以“每百萬只多少個(gè)缺陷”來衡量。
此外，無錫工廠也采用了許多先進(jìn)技術(shù)來避免出現(xiàn)缺陷。比如以前需要幾十位員工來檢查半導(dǎo)體后道封裝中的“塌線”情況，但幾年前，無錫工廠開始用智能自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，大大節(jié)省人力，同時(shí)更高效地保證產(chǎn)品質(zhì)量。
在設(shè)備方面，英飛凌不斷升級(jí)改造，淘汰老舊設(shè)備，引入最先進(jìn)的全自動(dòng)設(shè)備，保障產(chǎn)品質(zhì)量。
在團(tuán)隊(duì)的共同努力下，無錫工廠打造了“卓越質(zhì)量3-2-1”管理模式。一個(gè)核心、兩個(gè)支柱、三個(gè)基石，持續(xù)穩(wěn)定始終是其運(yùn)營工廠的指導(dǎo)思想。
在堅(jiān)持“零缺陷”的努力下，2020年4月份英飛凌無錫獲得了“2019年度無錫市市長質(zhì)量獎(jiǎng)”，這是當(dāng)時(shí)唯一一家、也是無錫市歷史上第一家外資企業(yè)獲此殊榮。
結(jié)語：長遠(yuǎn)收益將大于成本
“氣侯變化”是一項(xiàng)全球性的挑戰(zhàn)，需要整個(gè)社會(huì)所有的利益相關(guān)方采取一致行動(dòng)，共同應(yīng)對(duì)。英飛凌把“讓生活更加便利、安全和環(huán)?！弊鳛槭姑?，落實(shí)到了企業(yè)日常的運(yùn)營當(dāng)中。
總體來看，英飛凌無錫一方面致力于構(gòu)建綠色工廠，以創(chuàng)新的半導(dǎo)體產(chǎn)品推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展，并作出碳中和承諾，持續(xù)減少自身碳排放；另一方面自主開發(fā)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，推動(dòng)智能工廠建設(shè)，并持續(xù)追求零缺陷。
范永新認(rèn)為，盡管這些舉措會(huì)帶來初期成本投入的提高，但通過技術(shù)、設(shè)計(jì)等方面的升級(jí)，從長遠(yuǎn)來看，收益將大過成本。
他還分享了英飛凌及時(shí)意識(shí)到缺芯問題，為此將2021財(cái)年總投資額從早前規(guī)劃的14億歐元增至16億歐元，并將位于奧地利菲拉赫的300mm晶圓廠開工日期提前至本財(cái)年第四季度。菲拉赫工廠全面投入運(yùn)營后，每年生產(chǎn)的功率半導(dǎo)體將能夠滿足2500萬輛電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)的需求。
