销售额约为4,400亿美元(合3,850亿欧元),较2019年增长了7%左右(来源:世界半导体贸易统计组织WSTS)。据世界半导体贸易统计组织预计,到2021年,半导体市场预计将增长11%左右,达4,880亿美元(合4,270亿欧元)。
2020年,欧洲半导体市场价值380亿美元(合330亿欧元),其中德国占123亿美元(108亿欧元)(来源:德国电气电子制造商协会ZVEI)。据德国电气和电子制造商协会预计,到2021年,欧洲半导体销售额将增长5%,达400亿美元左右(350亿欧元)。
2020年,车用半导体占据全球半导体市场占有率的10.6%。在欧洲、中东和非洲地区(EMEA)半导体市场中,这一占比为35%(来源:德国电气和电子制造商协会、世界半导体贸易统计组织)。
从2009年起,微电子和纳米电子已成为欧洲六大关键赋能技术之一(KETs)。欧盟委员会将这些技术视为打造未来欧洲竞争力的决定性因素。
半导体芯片是由硅或碳化硅等材料制造成的单晶硅圆片生产加工而来。根据芯片大小的不同,一块8英寸(200毫米)晶圆可生产出几百至几千个芯片。尽管硅芯片仅有几平方毫米大小,但这些芯片包含复杂的电路,并具备数百万个单独的电子功能。
在20世纪70年代,3英寸(76毫米)晶圆是标准配置。如今,大多数晶圆的直径为8英寸(200毫米)或12英寸(300毫米)。晶圆直径越大就从另一方面代表着在一个制造周期内可以生产出更多的芯片。
半导体制造需要在第一等级的无尘车间中进行。每立方英尺(约28升)的正常环境空气中含有100,000个颗粒。然而在生产半导体时,每立方英尺的空气中,颗粒重量不能超过半微克。这大概相当于在整个康斯坦茨湖中只有一个樱桃核。
博世在半导体领域拥有1,500多项专利和专利申请,其中1,000项涉及MEMS传感器技术。
博世在半导体芯片制造上已拥有近50年经验,包括专用集成电路ASICs),功率半导体和MEMS传感器等。
20世纪50年代中期,博世研究团队开始探索适用于公路、坚固耐用的半导体组件开发。
20世纪60年代,博世开发出首款用于汽车的功率半导体。当时,特殊的发电机二极管使发电机更可靠,常规使用的寿命更长。
20世纪60年代末,由于集团内部对于半导体组件需求的一直增长,博世在罗伊特林根建立了第一个半导体工厂,并于1970年投入生产。
1970年,博世推出了世界上首批量产的汽车专用集成电路。具体而言,它们是用于电压调节器和集成电路的功率晶体管。
1979年,博世开始生产自己的Motronic发动机电子控制管理系统(点火和喷射处于同一控制单元)。其面板上配备了8位微处理器以及可擦写内存条。这其实就是全球首次将计算机应用于汽车驾驶相关功能中。
博世生产MEMS传感器的历史已超过25年,第一代产品便是为博世Motronic发动机电子控制管理系统而生产的压力传感器。
2010年,博世将生产200毫米半导体的罗伊特林根工厂投入运营。工厂总投资达6亿欧元,成为当时博世集团历史上总额最大的单笔投资。
2018年6月,世界上最先进的半导体工厂之一——博世德累斯顿晶圆厂奠基。自2021年起,德累斯顿晶圆厂将基于300毫米晶圆技术来生产半导体芯片。博世在德累斯顿晶圆厂投资了约10亿欧元。
在全球范围内,每辆汽车中微电子的平均价值从1998年的138美元(合120欧元)增长到2018年的559美元(合489欧元),到2023年预计达685美元(合600欧元)(来源:德国电气和电子制造商协会)。专家觉得这一增长大部分将归功于驾驶员辅助系统、信息娱乐系统和动力总成电气化。
半导体在新车创新中约占80%(来源:德国电气和电子制造商协会)。举例而言,它们被应用在动力总成系统、驾驶舱、信息娱乐系统和司机辅助及安全系统中。
2016年,全球新下线的每辆汽车中平均搭载了9块博世芯片,而 2019年这一数字已上升至17块。
15年来,博世MEMS传感器也被应用于消费电子科技类产品中。2006年,消费电子科技类产品领域内首款MEMS传感器投放市场,增强了游戏的可玩性。
2020年,智能手机销量近13亿部(来源:国际数据)。此外,可穿戴设备,即可以穿戴在身上的电子设备,例如智能手表、健身臂带和智能眼镜等,也慢慢变得受欢迎。可穿戴设备在2020年的销量约为4.45亿台(来源:IDC)。所有这些设备都内置了传感器,用来评估海量信息。
平均每部智能手机内置了5个MEMS传感器。它们让微型计算机能够识别屏幕打开时间,使拍照更稳定并且方便导航。
1995年博世开始生产微机械传感器时,加速度传感器的边缘长度为133毫米。目前博世产品组合中最小的MEMS传感器,其边缘长度仅为1.56毫米,比一个针头还要小。这表明了在约25年内,传感器尺寸缩小了85倍,同时也具备了更多功能。80多个这样的微芯片可以平铺在一个拇指指甲上。
到目前为止,博世罗伊特林根工厂已经制造了超过150亿个MEMS传感器,并且每天都有数百万个传感器新增到这一数据中。
博世半导体的平均厚度为2毫米。如果博世将已经制造的150亿块半导体首尾相连,依次排开,那么这一排芯片的长度将达3万公里,差不多是从北极到南极再回到赤道的距离。
在消费电子科技类产品领域中,MEMS传感器的高度不足1毫米,其内部的一些部件只有4微米,比人类头发还要细17倍。
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