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微晶片:汽車的智慧型小幫手

2014年7月27日

微晶片如今已是現代汽車不可或缺的零件。它能協助停車、測量胎壓或打開安全氣囊。德國之聲帶您參觀一家位於多特蒙德的半導體制造商。

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Elmos AG Wafer mit Chips
圖片來源: Elmos AG

(德國之聲中文網)這些產品就像黑色的小糖果,乍看之下毫不起眼。但在小小的薄片中可是藏著高科技系統。這是位於多特蒙德的艾爾默斯公司(Elmos AG)所生產的半導體。這家國際企業每周生產數量可達500萬的微晶片,其主要客戶群包括全球大型汽車製造商及其供應商。

艾爾默斯公司的首席執行官明德爾(Anton Mindl)表示,半導體是個"小型、勤奮而且相當聰明的幫手,專門執行被指派的任務。"它能被運用在許多領域上。例如目前每輛汽車中最多擁有100個此類控制元件,負責各種不同工作。當艾爾默斯於80年代開始發展晶片時,主要安裝於家電用品中。回想起過去首個被用於商業用途的晶片時,明德爾不禁憮然一笑,說道,當年生產晶片不是為了汽車產業,而是安裝在熨斗內部,以"熨出沒有皺褶的襯衫"。

精密的技術

經過生產區時,工程師溫克爾哈克(Oliver Winkelhake)介紹稱,晶片的載體材料是融化純硅沙後提煉出硅。作出的成品是一塊直徑為20公分的載體,即所謂的8英吋晶圓。在製造過程中,經過烤箱、分離技術及蝕刻技術等步驟後,一層一層製出每個模板所需要的結構,而這都取決於晶片的用途。一塊晶圓板上,晶片最多可達46000個。

Elmos AG Mitarbeiter im Reinraum für die Herstellung von Halbleitern
工作人員穿著防護衣在潔淨室內圖片來源: Elmos AG

在間隔只有幾納米的微小距離內,每一粒粉塵都可能造成損害,因此晶片必須在低污染的潔淨室中製造。潔淨室的標準是每立方英呎只可容忍一粒灰塵。溫克爾哈克舉出一個例子解釋:"這裡的空氣的乾淨程度就如同在博登湖中只有一顆小石子。"潔淨室中日以繼夜地進行生產,裡面的空氣每小時要經過500次替換和過濾。

不能帶妝上班

在這個近乎無菌的環境中,工作人員必須身著連身防護衣帽和口罩,並且經過濕霧消毒。溫克爾哈克表示,此處的女性工作人員不能化妝。"化妝粉和彩妝產品都可能產生粉塵,在檢查晶圓表面時可能掉落到上頭。"而這當然是必須避免的情況。

艾爾默斯公司為其國際客戶生產150種不同的半導體模板。該公司在全球共有1100名雇員,其中約700人任職於多特蒙德的工廠。艾爾默斯每年的營業額約超過2億歐元。其主要客戶來自汽車產業,約佔總銷量的85%。首席執行官明德爾驕傲地表示,每輛汽車中都裝有艾爾默斯的晶片。他估計,全球每年約生產7000萬至7500萬輛車,而艾爾默斯每年向該產業提供逾2億半導體,平均為每輛車供應3片晶片。

Elmos AG Mitarbeiter bei der Kontrolle im Reinraum
艾爾默斯雇員監控生產過程圖片來源: Elmos AG

70%出口至世界各地

艾爾默斯的半導體晶片能控制汽車空調和胎壓,移動汽車座位或在緊急時讓安全氣囊彈出。該公司為顧客量身定做所需的技術。在汽車產業的部分領域中,艾爾默斯是全球數一數二的佼佼者。明德爾以停車輔助系統為例。"當汽車偵測的物體發出嗶嗶聲,或是二維屏幕上顯示出倒車的畫面時,很有可能是艾爾默斯的晶片通過分析超聲波訊號得出的訊息。在這方面,我們是全球的領頭羊。"

一個新零件的開發約需要兩年時間。有時可能要耗費3到4年才能在汽車產業中投產。艾爾默斯的產品有70%出口,由此證明了該公司在全球的卓越成功。 對於半導體晶片的未來發展,明德爾展現出充分樂觀。沒有感測器和先進電子設備,"自動駕駛"技術便無法成型。無論是電動車或混合動力車的開發,都有半導體的一席之地。

作者:Klaus Deuse 編譯:張筠青

責編:凝煉