從去年9月中國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上明確提出碳達(dá)峰,、碳中和目標(biāo),,至今年全國(guó)兩會(huì)“雙碳”目標(biāo)被寫入政府工作報(bào)告,,碳中和的熱度就一直不減,。當(dāng)前,,人口和社會(huì)變遷,、氣候變化和資源稀缺,、城市化以及數(shù)字化轉(zhuǎn)型等全球宏觀趨勢(shì)的發(fā)展給人類社會(huì)帶來了挑戰(zhàn),,也凸顯了半導(dǎo)體在生活中日益提升的重要性,。而半導(dǎo)體企業(yè)作為用電用水大戶,,如何在這碳中和的趨勢(shì)中,發(fā)揮自己的作用也備受行業(yè)關(guān)注,。
作為全球十大半導(dǎo)體公司之一,,以及汽車電子、功率半導(dǎo)體以及安全I(xiàn)C領(lǐng)域排名第一的英飛凌,,在2020年制定了“有約束力的減排目標(biāo)”,,英飛凌也成為第一家承諾實(shí)現(xiàn)“碳中和”的半導(dǎo)體企業(yè)。其目標(biāo)是到2025年,,把二氧化碳排放量較2019年降低70%,;到2030年實(shí)現(xiàn)碳中和。
實(shí)現(xiàn)碳中和,,英飛凌信心十足
據(jù)英飛凌科技副總裁,、英飛凌無錫制造、研發(fā),、測(cè)試技術(shù)和創(chuàng)新部負(fù)責(zé)人范永新介紹,,“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?,這不單單是一句口號(hào),我們將其落實(shí)到了企業(yè)日常的運(yùn)營(yíng)當(dāng)中,。
如何實(shí)現(xiàn)碳中和這樣的目標(biāo)呢,?具體來講,在踐行碳中和方面,,英飛凌有五大戰(zhàn)略舉措:1)通過廢氣凈化,,延續(xù)并完善減少溫室氣體排放的自愿措施,,2)不斷提高能源效率,并在制造領(lǐng)域采用最現(xiàn)代化的工藝技術(shù),,3)中期過渡到使用具有來源保證的100%綠色電力,,4)通過擴(kuò)建工廠的充電基礎(chǔ)設(shè)施來推廣電動(dòng)汽車,5)對(duì)于無法完全避免的排放,,以高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)購買碳排放證書,,支持具有生態(tài)和社會(huì)效益的項(xiàng)目等。
有這樣的實(shí)現(xiàn)碳中和的信心其實(shí)也是源于英飛凌歷來的良好節(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要低約29%,產(chǎn)生的廢棄物比全球平均水平要低約56%,。
“正是過去所取得的好成績(jī)以及英飛凌的先進(jìn)技術(shù),,給了我們充分的信心,去實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo),。我們認(rèn)為英飛凌自身的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案,,能夠助力實(shí)現(xiàn)高效的能源鏈,,從而幫助整個(gè)社會(huì)進(jìn)行節(jié)能減排,,應(yīng)對(duì)氣候變化和能源稀缺的挑戰(zhàn)?!狈队佬轮v到,。
在電力全產(chǎn)業(yè)鏈中,英飛凌的功率半導(dǎo)體扮演著非常重要的角色,。從發(fā)電,、輸配電、儲(chǔ)能到能源的使用,,英飛凌是能夠?yàn)槿a(chǎn)業(yè)鏈提供高能效解決方案的領(lǐng)先半導(dǎo)體公司,。
在能源的生成和儲(chǔ)能方面,英飛凌有EasyPACK 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。EasyPACK 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,能夠助力實(shí)現(xiàn)靈活的電網(wǎng)設(shè)計(jì),。同時(shí),,它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,。
在能源使用層面,,英飛凌的EasyPACK 1B/2B、1A/2A產(chǎn)品等IGBT功率模塊以及分立器件產(chǎn)品,,能夠減少能源轉(zhuǎn)換和分配過程中的損耗,,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,、智能樓宇等眾多領(lǐng)域。
目前EasyPACK 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,,這個(gè)IGBT模塊能夠把電池的直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的交流電,,并且能夠?qū)⒅苿?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,。
踐行碳中和的戰(zhàn)略,英飛凌將在原材料的采購,、芯片封裝測(cè)試,、芯片的包裝和運(yùn)輸、芯片的使用等產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié),,跟所有的利益相關(guān)方一起努力構(gòu)建綠色循環(huán)鏈,。
無錫工廠正走在綠色工廠之路上
首先要說明一點(diǎn)的是,英飛凌的工廠分“前道”工廠跟“后道”工廠,,其中,,有約1/3是前道工廠,前道工廠做晶圓制造的,,剩余的是后道工廠,,這些工廠遍布全球。英飛凌無錫工廠就是后道工廠,。
值得一提的是,,無錫工廠是英飛凌在大中華區(qū)最大的制造基地,該工廠成立于1995年,,主要生產(chǎn)分立器件,、智能卡芯片、功率半導(dǎo)體。目前員工數(shù)超過1300人,,英飛凌也正在把無錫工廠打造成英飛凌全球最大的IGBT制造中心之一,。
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,英飛凌無錫工廠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%。電力消耗中有相當(dāng)大的一部分是用在動(dòng)力設(shè)備,、空調(diào)等等方面,。
在走向綠色工廠的道路上,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,,包括:1)低碳制造設(shè)計(jì),。主要體現(xiàn)在使用低碳材料,并提高材料使用效率,;持續(xù)改進(jìn)工藝設(shè)計(jì),;開發(fā)智能制造技術(shù)、提高設(shè)備利用率,;還有就是利用本土的生產(chǎn)材料和設(shè)備,,減少設(shè)備、材料從供應(yīng)商到無錫工廠之間運(yùn)輸所消耗的能源,。2)提高能源效率,。英飛凌無錫成立于1995年,在發(fā)展過程當(dāng)中不斷運(yùn)用能源合同管理模式,,采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)制冷系統(tǒng),、空壓系統(tǒng),、加熱系統(tǒng),、照明系統(tǒng)進(jìn)行能源改造,一方面能夠保持工廠順利運(yùn)營(yíng),,另一方面也大幅度提高了能源利用效率,。此外,英飛凌無錫也運(yùn)用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),,進(jìn)行智能的能源監(jiān)測(cè),。3)減少直接排放。比如,,使用清潔無氟制冷材料,,采用電動(dòng)叉車,甚至公司的班車也采用新能源大巴等,。4)資源循環(huán)利用,。比如,,將廢熱循環(huán)利用于空氣處理、水處理等系統(tǒng),;包裝材料循環(huán)利用,;生產(chǎn)的廢棄物循環(huán)利用等。5)使用清潔能源,。在這方面,,無錫工廠的舉措包括建立分布式屋頂和停車棚光伏發(fā)電系統(tǒng),采用綠色電力等,。
據(jù)范永新的介紹,,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,,但在所有可用區(qū)域全部裝了光伏發(fā)電系統(tǒng),,到目前為止,有28%的辦公用電是由光伏驅(qū)動(dòng)的,。未來英飛凌無錫還將繼續(xù)努力,、開發(fā)新的節(jié)能方式。其實(shí)無錫工廠早在2015年已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰,,2020年碳排放較2015年減少了27%,。并且工廠實(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(guó)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(jī)效處于半導(dǎo)體行業(yè)的前5%,。接下來,,英飛凌無錫的目標(biāo)是希望能夠跟隨總部的決策,在2025年實(shí)現(xiàn)碳排放較2019年減少70%,,并且在2030年達(dá)到碳中和,。
英飛凌無錫工廠
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),,英飛凌是“德國(guó)工業(yè)4.0”執(zhí)行和指導(dǎo)委員會(huì)初創(chuàng)成員,,而且也加入了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)和德國(guó)“工業(yè)4.0”平臺(tái),在“工業(yè)4.0”相關(guān)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的制定中發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用,。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。
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(yíng)績(jī)效。該系統(tǒng)能夠?qū)θ藛T,、機(jī)器,、材料、流程和方法,、環(huán)境設(shè)施等五大關(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)了工廠自動(dòng)化和智能化,,從而降低成本,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%。在MES系統(tǒng)之上,, 英飛凌無錫還有“缺陷探測(cè)和管理系統(tǒng)”,。
展望未來,英飛凌提出了無錫工業(yè)4.0藍(lán)圖,。主要包括4個(gè)方面:1)集成化,、數(shù)字化敏捷的生產(chǎn)和制造系統(tǒng)。這里面主要是基于MES系統(tǒng)對(duì)“人機(jī)料法環(huán)”的管控,。2)利用大數(shù)據(jù)分析對(duì)質(zhì)量的自動(dòng)異常檢測(cè),、預(yù)測(cè)。3)生產(chǎn)智能化和自動(dòng)化,。我們希望工程師的生活,、所有辦公人員的生活也實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,那就是實(shí)現(xiàn)高效自我管理的數(shù)字化工作和生活,。4)希望能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化集成的材料處理,。
提到“工業(yè)4.0”,其實(shí)就是要萬物互聯(lián),。怎么能夠防止甚至減少聯(lián)網(wǎng)之后的風(fēng)險(xiǎn)呢?英飛凌無錫的安全解決方案至關(guān)重要,,無錫工廠致力于保障互聯(lián)世界的安全,,它生產(chǎn)的智能卡芯片應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,包括: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)系等等,。
除此之外,英飛凌致力于追求零缺陷,,2020年,,英飛凌無錫每生產(chǎn)十億個(gè)器件的缺陷數(shù)量不足3個(gè),這可以說樹立了全球半導(dǎo)體的質(zhì)量標(biāo)桿,。無錫工廠是如何實(shí)現(xiàn)零缺陷的呢,?這是由于無錫工廠打造了“卓越質(zhì)量3-2-1”管理模式。一個(gè)核心,,即卓越質(zhì)量,;兩個(gè)支柱,指的是持續(xù)穩(wěn)定和精進(jìn)創(chuàng)新,;三個(gè)基石,,也就是系統(tǒng)和工具、組織,、人才,。“縱有遲疑處,,堅(jiān)持質(zhì)量先”,。不論是在無塵室、實(shí)驗(yàn)室還是辦公室,,英飛凌的“零缺陷”理念無處不在,。
結(jié)語
在碳中和的道路上,英飛凌正在以實(shí)際行動(dòng)走在行業(yè)的前列,。通過構(gòu)建無錫綠色智能工廠,,自主開發(fā)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),驅(qū)動(dòng)卓越運(yùn)營(yíng),,引領(lǐng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,,英飛凌無錫工廠正成為后道運(yùn)營(yíng)的行業(yè)標(biāo)桿。