“硅萨克森”的半导体工厂建设

在东德，“萨克森硅谷”的核心地带，矗立着一座既复杂又规模宏大的半导体晶圆厂。这一大型项目对现有生产基地进行了扩建，包括约78,000平方米的晶圆厂空间、22,000平方米的洁净室以及40,000平方米的中央公用设施大楼（CUB），所有设施均旨在支持下一代半导体生产。

Exyte 于 2023 年中标该项目，这标志着其获得的欧洲大陆地区第二大 EPC（工程、采购和施工）合同。该项目彰显了Exyte以高效、精准和高品质交付高度复杂、大规模设施的能力，同时也突显了其从设计到执行的集成化项目交付模式的优势。

该晶圆厂在有限的占地面积内建成，拥有完善的地下公用设施基础设施，并采用了高度预制化的建造方式。

重新审视传统设计方法

为了在极度有限的空间条件下成功交付该项目，Exyte不得不重新审视传统的设计方法。与其向外扩展，解决方案是向下拓展，从而将这一限制转化为项目的标志性特征。与大多数半导体设施不同，后者通常将中央公用设施楼（CUB）等关键辅助建筑布置在主晶圆厂周围，而受限的占地面积则无法容纳水平扩展。Exyte的解决方案是将大部分技术基础设施移至地下。

“共开挖了超过50万立方米的土石，其中约70%为坚硬岩层，开挖深度最大达20米，”Exyte公司执行项目总监曼努埃尔·马格（Manuel Magg）表示。 “所有施工都在两座正在运行的半导体晶圆厂紧邻处进行，必须持续监测振动水平，以避免对正在进行的生产造成任何干扰。”

“仅就地下工程而言，其规模之大在欧洲尚属首例，”助理项目总监马克·布里顿补充道。该建筑的最底层现设有完善的支撑系统，构成了该设施的骨干。配备容量高达25立方米储水罐的污水处理系统与大型制冷机组、配电基础设施以及大规模储水系统并列布置，所有设施均在地下层经过精心整合。

这种高度工程化的地下布局不仅解决了空间难题，还实现了地面可用面积的优化利用，确保在保持效率、安全性和长期运营韧性的同时，将生产区域面积最大化。

Exyte 项目总监曼努埃尔·马格

与场外制造同步推进

Exyte在该项目中大量采用了场外制造（OSM）作为战略举措，既确保了更快的交付速度，同时也解决了空间限制问题。该工厂内部基础设施的整个部分，包括化学品、气体、供水、废水处理和排气系统，均由Exyte旗下公司Exentec在邻国捷克共和国预先组装完成。这些系统被集成到尺寸约为7米×3米的大型全集成模块中，随后运往德累斯顿并直接吊装到位。

“OSM让我们得以在其他地方完成最复杂的安装工作，”Magg解释道，“当模块运抵现场后，可以非常迅速地完成安装，而不必在极其狭窄的厂房内逐件组装。这种方法通过降低现场风险并实现制造与安装的并行进行，从而提高了安全性，确保了工期，并简化了物流。”

项目副主任马克·布里顿

将OSM垂直化

为将气体、化学品及公用设施输送至建筑各处，需安装一套高度约45米的竖井网络。若在现场安装这些系统，将涉及在高空吊装和焊接直径达一米的管道，这会严重限制施工通道并延缓进度。为此，Exyte公司设计了高度在18至20米之间的大型竖井立管段，作为完全预制好的组件。这些组件从上方通过敞开的屋顶吊入，固定到位后，在竖井内逐层堆叠安装。 “虽然这种方法需要额外的前期工程设计，但它缩短了安装时间，并缓解了现场的拥堵，”布里顿解释道。

一个完全预制的子工厂

OSM技术最重大的应用或许就在子厂区——这是设施中生产设备与超纯水、工艺化学品等分配系统相连接的区域。该子厂区占地约15,000平方米，在项目初期就被确定为100%场外制造的范围。 “所有主干管——即超纯水和工艺化学品等关键公用设施的主要输送管线——以及次干管和支管均采用预制方式建造，”布里顿指出。“在全球其他设施中，该领域的场外制造（OSM）比例可能仅达到60%或70%，但对于这个项目，我们采取了全面采用的策略。”整个项目约20%的范围采用了OSM模式，鉴于项目的规模，这一比例相当可观。更重要的是，这使得多个阶段能够并行推进。

应对复杂性的规划

在如此规模的项目中，成功不仅取决于技术专长，同样取决于规划和风险管理。在此项目中，团队从早期就开始着力识别关键风险，并从既定的里程碑倒推，以确保整体进度不受影响。

超纯水系统便是其中一例，该系统对设备认证至关重要。“根据经验，我们知道像超纯水这样的系统可能需要长达八周的时间才能达到规格要求，”项目经理科林·奥凯恩（Colin O’Kane）表示。 “因此，我们采取倒推规划，并尽早安装了临时系统。这一决策确保了项目时间表得以保障。”

这种严谨的方法体现了更广泛的理念：正如曼努埃尔·马格所强调的，投入时间进行周密规划，才能实现快速、高效的执行。该晶圆厂现已投入运营，生产功率半导体、混合信号芯片、模拟电路以及用于人工智能的微电子器件，在塑造未来技术方面发挥着关键作用。