Considerado pela Bosch como um marco no caminho para o fábrica de chips do futuro e para o início das operações de produção, os wafers de silício estão, pela primeira vez, a passar por um processo de fabricação totalmente automatizado.
A empresa, que já opera uma fábrica de semicondutores em Reutlingen, perto de Estugarda, afirma que a manufaturação de microchips para o setor automóvel será o foco principal quando as novas instalações de Dresden estiverem a funcionar.
A nova fábrica de wafer é a resposta da Bosch ao crescente número de áreas de aplicação para os semicondutores, bem como uma demonstração renovada do seu compromisso para com a Alemanha enquanto localização para o desenvolvimento de alta tecnologia.
“Chips para as soluções de mobilidade de amanhã e uma maior segurança nas nossas estradas vão passar a ser produzidos em Dresden muito em breve. Planeamos abrir a nossa fábrica de chips do futuro antes do final do ano”, afirma Harald Kroeger, membro do conselho de administração da Robert Bosch GmbH.
A Bosch está a investir cerca de mil milhões de euros na fábrica de alta tecnologia, que será uma das fábricas de wafer mais avançadas do mundo. O financiamento para o novo edifício está a ser disponibilizado pelo governo federal alemão e, mais especificamente, pelo Ministério Federal de Economia e Energia.
Produção de protótipos em andamento
O processo e produção dos primeiros wafers da Bosch teve início em janeiro de 2021 e, a partir deles a empresa vai fabricar semicondutores de potência para uso em aplicações como conversores DC-DC em veículos elétricos e híbridos.
Nas seis semanas necessárias para produzir os wafers, estes passam por cerca de 250 etapas individuais de fabrico que são totalmente automatizadas. No processo, estruturas minúsculas com dimensões que medem frações de um micrómetro são depositadas nas wafers. Esses protótipos de microchip podem agora ser instalados e testados em componentes eletrónicos pela primeira vez.
Em março, a Bosch dará início às primeiras séries de produção de circuitos integrados de alta complexidade. Para transformar os wafers em chips semicondutores completamente terminados, estes passam por cerca de 700 etapas de processamento e levam mais de dez semanas para serem concluídas.
Fabricação de 300 milímetros
A tecnologia em foco na nova instalação da Bosch em Dresden é a fabricação de 300 milímetros em que, um único wafer pode acomodar 31.000 chips individuais. Em comparação com wafers convencionais de 150 e 200 milímetros, esta tecnologia oferece à empresa maiores economias de escala e aumenta a sua competitividade na produção de semicondutores.
Além disso, a produção totalmente automatizada e a troca de dados em tempo real entre as máquinas vão tornar o fabrico de chips em Dresden excecionalmente eficiente. “A nossa nova fábrica de wafer define padrões em automação, digitalização e conectividade”, afirma Kroeger.
A construção das instalações começou em junho de 2018 e está localizado no Silicon Saxony, a resposta de Dresden ao Silicon Valley. No final de 2019, a cobertura exterior da fábrica de alta tecnologia ficou concluída, proporcionando 72.000 metros quadrados de área útil. Os trabalhos interiores foram iniciados e as primeiras máquinas de produção instaladas na sala limpa. Em novembro de 2020, as partes iniciais desta tecnologia de produção altamente sofisticada completaram, pela primeira vez, um breve ciclo de fabricação automatizada. A fase final de construção significará até 700 pessoas a trabalhar na fábrica de Dresden para controlar e monitorizar a produção e garantir a manutenção da maquinaria.
Do wafer ao chip
O processo de fabricação dos semicondutores começa com discos redondos de silício conhecidos como wafers. Na fábrica da Bosch em Dresden, essas wafers têm um diâmetro de 300 milímetros e, com apenas 60 micrómetros de espessura são mais finas do que um fio de cabelo humano.
Para produzir os tais chips semicondutores, que atuam como os cérebros do veículo, as wafers não tratadas são processadas por várias semanas. Eles processam as informações dos sensores e acionam outras ações, como enviar uma mensagem ultrarrápida ao airbag para dar a indicação de disparar. Embora os chips de silício tenham apenas alguns milímetros, contêm circuitos complexos, às vezes apresentando vários milhões de funções eletrónicas individuais.
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