英飞凌:为能源价值链提供芯片方案,无锡工厂努力践行“碳中和”

人们对所做工作的理解。例如，现在无锡工厂的工程师 对器件的理解非常深，从技术层面来看，他们已经谈到 了芯片晶圆的结构、振动到底哪个方向会对工件更好等 非常细致的问题。正是得益于工程师对技术的进一步掌 握，才能使英飞凌的产品达到目前的水准。 ２．４ 无锡工厂的工业４．０蓝图
展望未来，英飞凌提出了无锡工业 4.0 蓝图，包括 四个方面：1）集成化、数字化敏捷生产和制造系统。 这里主要是基于 MES 系统对“人机料法环”的管控。2） 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，实现高效自我管理的数字化工作 和生活。4）物料方面，希望能实现优化集成的材料处理。
1）打造智能工厂 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。英飞凌是“德国工业 4.0”执行和指导委员 会初创成员，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。 除了作为倡导者和赋能者，英飞凌更是工业 4.0 的 实践者，把覆盖生产、供应链和技术开发全流程数字化， 作为实现工业 4.0 的一个目标。 2）MES 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
Power device company help "emission peak, carbon neutrality" 技 术 专 题 功率器件企业助力“碳达峰、碳中和”
英飞凌：为能源价值链提供芯片方案，无锡 工厂努力践行“碳中和”
王 莹 （《电子产品世界》编辑）
1 英飞凌的解决方案
在电力电子全产业链中，英飞凌的功率半导体都有 解决方案。
在能 源 使 用 层 面，EasyPACKTM 1B/2B、1A/2A 等 IGBT 功率模块及分立器件产品，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。
EasyPACKTM 1B/2B 模块已经在英飞凌无锡工厂投 入量产，且产能还在不断扩大中。EasyPACKTM 1A/2A 模块也已做好量产准备。
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前 5%。接下来，无 锡工厂希望跟随总部的决策，在 2025 年实现碳排放较 2019 年减少 70%，并且在 2030 年达到碳中和。
水量比全球平均水平低约 29%，产生的废弃物比全球 平均水平低约 56%。
历史上所取得的良好成绩，以及英飞凌的先进技术 给了其充分信心去实现碳中和目标。 ２．２ 实现碳中和的具体措施
在碳中和方面，前道工厂对工序的要求稳定性特别 高，因为它的产品周期很长，中间有成百甚至上千道工 序，所以从整个自动化、节能化方面来看，前道工厂走 得比后道快。对于后道工厂，碳中和之路也需采用先进 技术。一些新技术的采用需要企业有胆识、魄力与专业 的知识判断。作为后道工厂，英飞凌无锡主要聚焦于覆 盖产品周期的五大重点领域。
英飞凌有自己的前道和后道工厂，它们遍布全球。 其中，约 1/3 是前道工厂，其余是后道工厂。后道工厂 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。 ３．２ 无锡工厂概况
无锡工厂成立于 1995 年，目前员工数超过 1300 人， 是英飞凌在大中华区最大的制造基地。英飞凌正在把无 锡工厂打造成其全球最大的 IGBT 制造中心之一。
● 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；利用本土生产材料和设备，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。
● 提高能源效率。英飞凌无锡工厂成立于 1995 年， 在发展过程中运用能源合同管理模式，不断采用先进节 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。此外也运用神经 网络进行智能能源监测。
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。
MES 对行业的参考和借鉴如下。 ①产品的流转方面，如果产品在生产线放的时间长， 除了资金占用之外也产生质量风险。特别是对于半导体 这种对灰尘、环境要求很高的产品，堆的时间越长，对 应的风险也会越大。毫无疑问，流转速度快对此是有帮 助的。如果生产过程出现经常性的停顿，就意味着存在 隐患，机台生产的产品隐患也会上升。若要实现 MES 系统的智能管控，需要在人、机、料、法各个方面做大 量工作。 ②人员培训方面，为了保证合规人员操作，员工在 操作机台之前首先要扫描、刷卡。刷卡之后，系统会自 动判别员工是否具备操作这台设备的资格。当然，在进 行这个操作之前，首先需要保证员工正常的培训。英飞 凌的员工基本上要 3 ～ 6 个月的培训时间，然后才能够 独立操作。 ③在原材料方面，更多的是与供应商的合作管控。 除了像很多企业做的来料检验之外，在跟供应商，特别 是新供应商的合作过程中，英飞凌投入了大量的人力物 力。不仅要到现场看，而且会派出质量人员、技术人员、 项目经理定期到工厂去，希望能够把英飞凌的管理思路 和理念分享给他们。最近，英飞凌拜访了几家供应商， 他们都表达了同样的看法：虽然英飞凌目前在他们企业 的业务中所占比例并不高，可是他们认为英飞凌对于他 们的管理理念、管理方法的改进，能够帮助他们提升在 同行业的竞争力，从而促进他们的业务发展。 ④在设备方面，英飞凌无锡也在不断升级改造，淘 汰一些老旧设备，引入最新的自动化设备，例如 IGBT 产品线。现在中国有很多企业开始做 IGBT 产品，据了 解其中有些工序是手工进行的。通常认为手工对质量控 制会有影响，因为人会有情绪不好、瞌睡等情况。在所 有工序上，英飞凌都是采用最先进的全自动设备操作。 所以投资更大，但是产品是有保证的。因为 IGBT 对于 发电、输配电、用能、储能等各方面的作用都非常关键， 英飞凌不能让客户承担质量风险。 ⑤从方法上，要做到完善的质量管控，首先来源于
在能源的生成和储能方面，EasyPACKTM1B/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。其特点是效率更高、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。
除此之外，无锡工厂的特色还在于与第三方合作进 行能源合同管理的方式。如果第三方愿意投资，英飞凌 会要求他们采用最新技术，即能效最好的方案，以减少 电能消耗。通过这样的方式，英飞凌实现了对冷冻机和 空压机的升级。光伏也用了同样的思路。这种方式的好 处是与业务伙伴实现双赢，甚至是多赢合作。“这是开 创性的探索，相信这也体现了很多中国人的特点，敢用 新东西，敢于尝试。”范永新副总裁称。 ２．３ 用ＭＥＳ打造智能工厂
英飞凌的信心源于其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低约 47%，耗
18 ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD 2021.7
电子产品世界
3 英飞凌及无锡工厂概览
３．１ 英飞凌概况 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 领域的领先者。据第三方研究机构发布的数据显示，英 飞凌在汽车电子、功率半导体和安全 IC 领域的市场份 额位居全球第一。
同时，英飞凌无锡工厂还在引进用于电动汽车的 HybridPACKTM 双面冷却 IGBT 模块，它能够把电池的 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，其过程损耗很低， 有助于提高电动车辆的续航里程。
2 无锡工厂对“碳中和”的践行和思考
碳中和、数字化、高良品率是现代工厂追求的目标， 需要一系列的技术和管理手段来保障。英飞凌科技是世 界十大半导体公司之一，拥有自己的芯片制造工厂。近 日，该公司在无锡举办了“低碳互联‘凌’距离 英飞 凌无锡工厂媒体沟通会”，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，携 英飞凌无锡工厂的信息技术总监曹翃与高功率半导体制
造 部 总 监 张 向 东， 向 电 子
产品世界等媒体介绍了无
锡 工 厂 在 绿 色、 智 能 和 零
缺 陷 方 面 的 方 法、 探 索 及
思考。
２．１ 为何热衷“碳中和” 当 前，“ 气 候 变 化”
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
是 一 项 全 球 性 挑 战， 需 要 整 个 社 会 一 致 行 动。 英 飞 凌一直把让生活更加环保 作 为 使 命 之 一， 认 为 这 是
2021.7 19
Power device company help "emission peak, carbon neutrality" 技 术 专 题 功率器件企业助力“碳达峰、碳中和”
MES 的系统使制程和人为错误降低了 50%。在 MES 之 上，英飞凌无锡还有“缺陷探测和管理系统”。
● 减少直接排放。例如，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。
● 资源循环利用。例如，将废热循环用于空气处理、 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。
● 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，所以相对可用面积 不多。英飞凌无锡在所有可用区域安装了光伏发电系统， 到目前为止，有 28% 的办公用电是由光伏驱动的，未 来还要继续开发新的节能方式。
英飞凌在工业 4.0 的推进过程中的思路是：实现制 造系统的稳定化、数字化是基础。在此之上，要把所有 的信息“人、机、料”等变成数字化，让系统帮助人们 将现实世界与数字世界联系在一起。希望通过基于大数 据分析、深度分析等方式，让系统自动匹配，从而实现 “人、机、料”等各方面有机统一与资源利用最大化。
企业的社会责任。同时，英飞凌的产品也能够在这方面
做出贡献。因此，英飞凌希望能够起到示范作用，助力
全社会参与。
为此，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。在此之前的 2025 年，把二氧化碳排放量较 2019 年降低 70%。