凌”距离探访英飞凌无锡工厂,走进低碳互联世界

时间:2021-07-06 17:30来源:21 Dianyuan

摘要:在与赛普拉斯合并之后,英飞凌已成为全球十大半导体公司之一,也是汽车电子、电源管理和驱动系统、传感器系统、安全互联系统、无线combo、差异化存储等诸多领域的领导者。

在与赛普拉斯合并之后,英飞凌已成为全球十大半导体公司之一,也是汽车电子、电源管理和驱动系统、传感器系统、安全互联系统、无线combo、差异化存储等诸多领域的领导者。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。
一直以来,在强大产品和领先技术的支撑下,英飞凌的营业收入也实现了持续增长。在产品制造方面,英飞凌对质量的把控极其严格,力求为全球客户提供更优质的产品和服务,其前道和后道工厂遍布全球。其中,有约1/3是前道工厂,剩余的是后道工厂。而后道工厂中又有超过一半分布在亚太地区,包括:泰国、马来西亚、印度尼西亚、新加坡、菲律宾、韩国、中国无锡等。
无锡工厂成立于1995年,主营产品为分立器件、智能卡芯片和功率半导体,是英飞凌在大中华区最大的制造基地。另外,英飞凌也在积极推进无锡工厂扩产。2020年,英飞凌在进博会上宣布在无锡扩建IGBT模块和功率半导体生产线,未来无锡工厂将成为英飞凌最大的IGBT生产基地之一,凭借更丰富的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。
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公司在中国的产能,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。
践行碳中和,构建绿色工厂
当前,人口和社会变迁、气候变化和资源稀缺、城市化以及数字化转型等全球宏观趋势的发展给人类社会带来了挑战,也凸显了半导体在生活中日益提升的重要性。半导体已经日益成为科技创新的基石、数字化转型重要推动力。
其中“气侯变化”是一项全球性的挑战,需要整个社会所有的利益相关方采取一致行动,共同应对。“英飞凌把“让生活更加便利、安全和环保”作为使命。这不单单是一句口号,我们将其落实到了企业日常的运营当中,”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说道。
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。其目标是到2030年实现碳中和。在此之前,也就是到2025年,把二氧化碳排放量较2019年降低70%。
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。
有这样的实现碳中和的信心其实也是源于英飞凌历来的良好节能减排记录,例如: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%。
“正是过去所取得的好成绩以及英飞凌的先进技术,给了我们充分的信心,去实现碳中和目标。我们认为英飞凌自身的创新产品和解决方案,能够助力实现高效的能源链,从而帮助整个社会进行节能减排,应对气候变化和能源稀缺的挑战,”范永新表示。
 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。从发电、输配电、储能到能源的使用,英飞凌是能够为全产业链提供高能效解决方案的领先半导体公司。‘
 在能源的生成和储能方面,英飞凌无锡有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,英飞凌无锡的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。
目前,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模块也已做好量产准备。
同时,英飞凌无锡还正在引进用于电动汽车的HybridPACK 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,并且当中的损耗很低,从而有助于提高电动车辆的续航里程。
    未来,英飞凌无锡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,与所有的利益相关方一起努力构建绿色循环链。
由于半导体制造恒温、恒湿、无尘的特殊环境要求,以及关键制造工艺的电力要求,英飞凌无锡的碳排放主要来源于电力消耗。从基于世界能源研究所温室气体核算体系得出的2020年碳足迹分析来看,英飞凌无锡工厂因电力消耗所产生的碳排放占比达到了97%。电力消耗中有相当大的一部分是用在动力设备、空调等等方面。
在降低碳排放、走向绿色工厂之路上,英飞凌无锡主要聚焦覆盖产品周期的五大重点领域,包括:1)低碳制造设计。主要体现在使用低碳材料,并提高材料使用效率;持续改进工艺设计;开发智能制造技术、提高设备利用率;还有就是利用本土的生产材料和设备,减少设备、材料从供应商到无锡工厂之间运输所消耗的能源。2)提高能源效率。英飞凌无锡成立于1995年,在发展过程中不断运用能源合同管理模式,采用先进的节能技术和产品对制冷系统、空压系统、加热系统、照明系统进行能源改造,一方面能够保持工厂顺利运营,另一方面也大幅度提高了能源利用效率。此外,英飞凌无锡也运用了神经网络,进行智能的能源监测。3)减少直接排放。比如,使用清洁无氟制冷材料,采用电动叉车,甚至公司的班车也采用新能源大巴等。4)资源循环利用。比如,将废热循环利用于空气处理、水处理等系统;包装材料循环利用;生产的废弃物循环利用等。5)使用清洁能源。在这方面,无锡工厂的举措包括建立分布式屋顶和停车棚光伏发电系统,采用绿色电力等。
无锡工厂的布局都是楼宇式的,所以相对可用的面积不多。可用区域全部装了光伏发电系统,到目前为止,有28%的办公用电是由光伏驱动的,未来还要继续努力、开发新的节能方式。实际上,无锡工厂早在2015年已经实现了碳达峰,2020年碳排放较2015年减少了27%。并且,工厂实现了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。根据2021年中国船级社质量评估机构数据,英飞凌无锡工厂的绿色绩效处于半导体行业的前5%。接下来,英飞凌无锡希望能够跟随总部的决策,在2025年实现碳排放较2019年减少70%,并且在2030年达到碳中和。
 建设智能工厂,落地工业物联网    
      工业互联网和智能工厂是英飞凌物联网战略的重要组成部分。同时,英飞凌是“德国工业4.0”执行和指导委员会初创成员,而且也加入了工业互联网联盟(IIC)和德国“工业4.0”平台,在“工业4.0”相关规则和标准的制定中发挥着非常关键的作用。同时,英飞凌也在研制工业4.0所需要的核心器件和领先的半导体解决方案。除了是倡导者之外,英飞凌也是工业4.0的赋能者。英飞凌能够提供值得信赖的安全解决方案、高级感测能力、跨应用控制以及高效电源管理,这些对于实现工业4.0具有非常重要的作用。
除了作为倡导者跟赋能者之外更是工业4.0的实践者。英飞凌把覆盖生产、供应链和技术开发全流程数字化,作为其实现工业4.0的一个目标。
2013年起,英飞凌无锡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。该系统能够对人员、机器、材料、流程和方法、环境设施等五大关键生产要素进行智能控制,利用无纸化、数据分析及智能决策系统,实现了工厂自动化和智能化,从而降低成本,提升速度和质量。例如,英飞凌无锡将生产周期缩短了50%;在没有额外投资新设备的情况下,生产效率提升了11%;实现了制造因素和产品工艺参数100%可追溯;自动化程度达到了80%;基于MES之上的系统,使得制程和人为错误降低了50%。
展望未来,英飞凌提出了无锡工业4.0蓝图。主要包括4个方面:1)集成化、数字化敏捷的生产和制造系统集成。这里面主要是基于MES系统对“人机料法环”的管控。2)还有利用大数据分析对质量的自动异常检测、预测。3)生产智能化和自动化。希望工程师的生活、所有办公人员的生活也实现数字化,那就是实现高效自我管理的数字化工作和生活。4)当然,也不能忘了物料。希望能够实现优化集成的材料处理。
“工业4.0”其实就是要万物互联。要联网就存在安全性的问题,特别是作为英飞凌这样的高科技企业来讲,知识产权是非常重要的。怎样能够防止甚至减少联网之后的安全风险呢?此时,英飞凌无锡的安全解决方案至关重要。无锡工厂致力于保障互联世界的安全,它生产的智能卡芯片能够进行安全的身份认证、安全的物品识别、安全的权限控制以及安全的通讯连接。而能够满足安全需求的智能卡芯片恰恰是无锡工厂主营的产品之一。它的应用领域十分广泛,包括:支付、娱乐、政府身份识别、个人识别、物品识别、通讯联系等等。
追求零缺陷,实现卓越运营管理
从产品的角度来讲,英飞凌用品质领导地位实现了差异化竞争。英飞凌的品质保障就是践行承诺。承诺从功能、可靠性、交期、产量和成本等方面,实现零缺陷。在此基础上也通过了很多的质量标准认证,包括:ISO9001、IATF16949、AS9100、IEC17025、ISO26262等各种国际标准认证,从而保证了在符合体系的要求下全面稳定运行。
2020年,英飞凌无锡每生产十亿个器件的缺陷数量不足3个,树立了全球半导体的质量标杆。这是一个非常值得称赞的水准,对于众多行业是想都不敢想的极限数据,而英飞凌的品控做到了。
如何实现零缺陷呢?核心是其“卓越质量3-2-1”管理模式。一个核心、两个支柱、三个基石,持续稳定始终是英飞凌运营工厂的指导思想。在此基础上,快速反应,敏捷管控。通过一些最佳实践分享,集思广益,同时也会进行项目评估、竞赛,来推进智能工厂数字化,最终实现在质量、效率上的卓越。
“纵有迟疑处,坚持质量先”。零缺陷无处不在,不论是在无尘室、实验室还是办公室。英飞凌希望能够成为质量的领导者,实现“零缺陷”也意味着每个人对自己工作的承诺,从而来保证产品功能的可靠性、交期及产量、成本能够实现零缺陷。英飞凌的这些努力得到了回报,2020年4月份英飞凌无锡获得了“2019年度无锡市市长质量奖”,这是当时唯一一家、也是无锡市历史上第一家外资企业获此殊荣。
英飞凌无锡致力于构建绿色工厂,以创新的半导体产品推动可持续发展,并作出碳中和承诺,持续减少自身碳排放。同时,自主开发工业互联网技术,推动智能工厂建设,驱动卓越运营,引领数字化转型。以卓越质量,成就匠心制造。英飞凌无锡也致力于持续追求零缺陷,成为后道运营的标杆。
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