Semi40: Power Semiconductor and Electronics Manufacturing 4.0

Intelligente Fabriken werden durch neuartige Produktionstechnologien mit durchgängigen und vernetzten Informations- und Kommunikationsinfrastrukturen ermöglicht, die in der Lage sind, große Datenmengen in Echtzeit zu erfassen, zu sammeln und zu verarbeiten. Dadurch wird ein Mehrwert für die Produktion in Bezug auf Verfügbarkeit, Flexibilität und Rückverfolgbarkeit geschaffen und die Anlagensicherheit gewährleistet.

Das Projekt SemI40 hat solche technischen Lösungen in die Pilotanlagen der Industriepartner implementiert. Ausgewählte Use Cases, die reale Lieferketten repräsentieren, wurden zusätzlich auf ihre technischen, sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen, die zukünftigen Arbeitsbedingungen und die benötigten Kompetenzen bewertet.

Um ein Gleichgewicht zwischen Systemsicherheit und Produktionsflexibilität herzustellen, wurden hardwarebasierte Lösungen für sichere Verbindungen von bestehenden Geräten entwickelt, mit Übersetzungssystemen kombiniert und in neue Ansätze wie digitale Zwillinge integriert. Um die Informationstransparenz zwischen den einzelnen Unternehmensbereichen und dem Enterprise Resource Planinng System zu erhöhen, wurde eine statistische Prozesskontrolle als Prototyp in einem ausgewählten Lieferkettenprozess implementiert, mit dem Ziel das Bestellverhalten der Kunden zu bewerten und zu verbessern.

Zusätzlich wurden für das kritische Wissensmanagement, zur verbesserten Entscheidungsfindung, maßgeschneiderte algorithmische Ansätze entwickelt und in Demonstratoren integriert z.B. zur Autokalibrierung der Prozessstabilitätsverbesserung in der Halbleiterfertigung.

Im Kontext der Digitalisierung und Virtualisierung von Fabriken wurde ein hybrides automatisiertes Fertigungshandlingssystem für eine 300-mm-Waferfabrik sowie innovative, selbststeuernde Robotersysteme entwickelt, welche Kapazitäten und Zykluszeiten verbessern. Die Implementierung eines Simulationsmodells, zur Abbildung aller Transportsysteme einer Fabrik, ermöglicht eine Echtzeitverfolgung der Transporte und eine sofortige Fehleranalyse.

Zudem wurde ein Energiedatensystem mit verschiedenen Dashboards in einer Waferfabrik implementiert. Durch die Visualisierung des Energie- und Ressourcenflusses, konnte ein besseres Verständnis erlangt, Einsparungspotenziale aufgezeigt sowie die Energie- und Ressourceneffizienz gesteigert werden. Digitalisierungsmethoden zur Verbesserung des Kältemanagements im Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem der Waferfabrik wurden eingesetzt, um die Energieeffizienz in Bezug auf den Heiz- und Kühlungsverbrauch enorm zu erhöhen.

Die Ergebnisse von SemI40 tragen mit ihren Neuerungen für die Industrie eindeutig zum SDG 9 „Belastbare Infrastruktur aufbauen, inklusive und nachhaltige Industrialisierung fördern und Innovation unterstützen" bei. Weiters unterstützt SemI40 mit seinen Erkenntnissen aus der Bewertung ausgewählter Use Cases hinsichtlich der sozialen Auswirkungen, der zukünftigen Arbeitsbedingungen und der benötigten Kompetenzen auch das SDG 4 „Inklusive, gerechte und hochwertige Bildung sichern und die Möglichkeit für lebenslanges Lernen für alle fördern".

Konsortialführung

• Infineon Technologies Austria AG

Weitere Konsortialpartner

• Kompetenzzentrum Automobil- und Industrieelektronik GmbH
• KNOW Center GmbH
• Infineon Technologies IT-Services GmbH
• AT&S Austria Technologie & Systemtechnik AG
• Fraunhofer Austria Research GmbH
• Technische Universität Wien
• Plansee SE, AVL List GmbH
• Universität Klagenfurt
• Kompetenzzentrum Das Virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH
• Austrian Insititute of Technology GmbH
• Fachhochschule Burgenland GmbH
• Materials Center Leoben Forschung GmbH
• Infineon Technologies Dresden
• Infineon Technologies AG
• Institute für Automation und Kommunication E.V. Magdeburg
• Semikron Elektronik GmbH & Co. KG
• Technische Universität Dresden
• Robert Bosch GmbH
• Systema Systementwicklung GmbH
• Plasmetrex GmbH
• Zentren für neue Technologien GmbH
• Fabmatics GmbH
• Roth & Rau Ortner GmbH
• Metralabs GmbH
• Hochschule Mittweida
• Elmos Semiconductor AG
• Universita degli studi di Pavia
• L.P.E. SPA
• Ion Beam Services
• Critical Manufacturing SA
• Amkor Technology Portugal SA
• Insituto de Telecomunicacoes
• Universidade de Aveiro
• Fraunhofer Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung E.V.
• Schiller Automatisierungstechnik GmbH
• Politecnico di Milano