关于半导体的市场、各方面应用还有不可思议的事实

市场

2020年，全球半导体销售额约为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：德国电气和电子制造商协会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份额的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。

博世是车用半导体、汽车及消费电子产品MEMS传感器（微机电系统）的领先制造商之一。

生产制造

半导体芯片是由硅或碳化硅等材料制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）。晶圆直径越大就意味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。

将晶圆基片加工成半导体芯片是一个可长达数月的复杂过程。

1994年，博世开发出用于制造MEMS传感器的“博世工艺”。开发者Jiri Marek、Michael Offenberg和 Frank Melzer 在2008年由此获得了“德国未来奖”（German Future Prize）。

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。

博世半导体技术发展史

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，使用寿命更长。

20世纪60年代末，由于集团内部对于半导体组件需求的不断增长，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。这实际上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。

在汽车中的应用

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）。专家认为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、信息娱乐系统和驾驶员辅助及安全系统中。

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。

在消费和娱乐电子产品中的应用

15年来，博世MEMS传感器也被应用于消费电子产品中。2006年，消费电子产品领域内首款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：国际数据公司IDC）。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，也越来越受欢迎。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。

不可思议的事实

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。

原文标题：关于半导体的那些事实、数据和不可思议的真相

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责任编辑：haq