Wiele się mówi o konieczności rozwoju przemysłu półprzewodnikowego w Polsce i potencjale polskich firm tworzących powiązane z nim technologie. Jedną z nich jest niewątpliwie TRUMPF Huettinger, będący częścią niemieckiej grupy TRUMPF. Oddziały w Polsce, zatrudniające 1500 osób spośród 2200 na świecie w sektorze Elektroniki, zajmują się między innymi produkcją zasilaczy dla największych firm budujących systemy do wytwarzania układów scalonych. Wiedziona ciekawością zapytałam prezesa Pawła Ozimka, podczas naszego spotkania w nowoczesnej fabryce na Targówku, co sądzi o polskich możliwościach w zakresie planowanej produkcji układów scalonych i co należałoby zrobić, żeby to urzeczywistnić. Przede wszystkim jednak, jaki mógłby być realny wkład TRUMPF Huettinger. Później rozmowa potoczyła się w stronę wykorzystywania algorytmów sztucznej inteligencji w automatyzacji produkcji oraz pracach badawczo-rozwojowych w Centrum R&D w Zielonce.

Paweł Ozimek, prezes TRUMPF Huettinger w Polsce

Kiedy będziemy mieć w Polsce przemysł półprzewodnikowy?

– Do tego potrzebny jest cały ekosystem – powiedział prezes Paweł Ozimek. – Jedna firma tego nie udźwignie. Co prawda, mamy w kraju takie podmioty, które produkują detektory podczerwieni czy płytki krzemowe. Czujniki od podwarszawskiego producenta elektroniki są wykorzystywane do produkcji nowoczesnych laserów, a są też klienci, którzy używają ich opatentowanych produktów w satelitach.

– Rzeczywiście są w Polsce firmy dysponujące wysoką technologią, ale to pojedyncze wyspy i jeszcze nie można mówić, że mamy w naszym kraju przemysł półprzewodnikowy. Produkujemy natomiast lokalnie wiele elementów mechanicznych do systemów, bo w tym jesteśmy mocni. Mamy również w Warszawie CEZAMAT PW, który jest wysoce zaawansowanym centrum R&D. Budują tam linię pilotażową fotonicznych układów półprzewodnikowych. Uważam, że to dobry kierunek, ale droga od linii pilotażowej do przemysłowego hubu jest bardzo długa. Od czegoś jednak trzeba zacząć.

Czy rozwój technologii w Europie jest koniecznością?

– W wielu technologiach Europa była liderem, ale w tej chwili jest już z tyłu. Mimo to wciąż tu żyjemy w świadomości, że tego pierwszeństwa nie utraciliśmy. Nie chcemy dopuścić do siebie myśli, że przestajemy być liderem w produkcji, a w niektórych przypadkach również w opracowaniu nowych technologii. Europa powinna wrócić do tych wysokich standardów, ale czy jest w stanie konkurować ze swoim podejściem Work-life Balance? Przecież fotowoltaika rozwinęła się w Niemczech, podobnie jak płaskie ekrany. Teraz nie ma tam ani jednej fabryki produkującej panele fotowoltaiczne czy wyświetlacze. Są oczywiście laboratoria i know-how, ale cała produkcja odbywa się w Chinach. Telewizory natomiast są produkowane w Korei Południowej.

Fot. TRUMPF Huettinger

– W obszarach technologicznych koszt pracy w Chinach  jest już porównywalny lub wyższy od kosztów pracy w Polsce. Kraj Środka dąży do silnego udziału w najnowszych technologiach, ponieważ to buduje mocną gospodarkę i bezpieczeństwo. Tajwan to mocno udowodnił. Mocna gospodarka jest natomiast potrzebna do inwestowania w półprzewodniki.

– Chińskiemu przemysłowi pomogły rządowe dotacje i inne formy wsparcia rozwoju wysokich technologii. Dzięki temu Chińczycy zrobili bardzo duży skok technologiczny w branży automotive, a teraz chcą to samo zrobić w branży półprzewodnikowej. I nie mówię tu o prostych układach logicznych, bo w tym są produkcyjnymi liderami, ale raczej o technologii w rodzaju tworzonej przez TSMC na Tajwanie, czyli w kierunku układów logicznych (procesorów) o najwyższej skali integracji) i nowoczesnych pamięci.

Zatem powinniśmy mieć w Polsce dedykowany program rządowy…

– Absolutnie tak, począwszy od kształcenia kadr. To jeszcze trochę potrwa. Moment, w którym jako producent zasilaczy, wykorzystywanych do zaawansowanej produkcji chipów, będziemy mieć klientów w naszym kraju, nastąpi według mnie za jakieś 10 lat. Zakładając przy tym oczywiście, że skupimy się w Polsce na rozwoju w tym kierunku.

– Aktualnie w TRUMPF Huettinger niemal wszystko, bo aż 99,9% sprzedajemy za granicę, z czego ogromną część poza granice Unii Europejskiej. Dzisiaj przemysł półprzewodnikowy to Stany Zjednoczone i Azja, czyli Japonia, Tajwan, Korea Płd. oraz Chiny.

Fot. TRUMPF Huettinger

– W Polsce krótszą drogą do rozwoju technologii półprzewodnikowej byłby dobry inwestor. Taki, który chciałby zbudować zaawansowaną fabrykę, jaką niedawno pod Wrocławiem planował Intel, czyli np. zakład pakowania i integracji układów scalonych. Musiałby być przekonany, że warunki ekonomiczne są dla niego korzystne. Ważne jest więc, aby polski rząd stworzył takie dogodne warunki do inwestowania. Chiny tak właśnie zaczynały. Dzięki specjalnemu programowi rządowemu, firmy, które rozwijały wówczas wysokie technologie, stawiały tam swoje fabryki.

A inwestycje tajwańskich firm w Polsce?

– Słychać już w Polsce o potencjalnych inwestorach z Tajwanu. Oficjalnie firmy te są oczywiście zainteresowane dywersyfikacją geograficzną swoich technologii, ale w praktyce różnie im to wychodzi. TSMC poza Tajwanem nie zainwestuje, ponieważ te najbardziej zaawansowane chipy są elementem bezpieczeństwa i zarazem oczkiem w głowie całego świata. Gdyby tamtejsze fabryki stanęły, równałoby się to ze światową katastrofą technologiczną.

– Warto jednak pamiętać, że technologia produkcji półprzewodników nie powstaje jedynie na Tajwanie. Pomysły owszem, w dużym stopniu tak, ale ich urzeczywistnienie dokonuje się we współpracy z największymi firmami produkującymi systemy do realizacji tych technologii. Jest ich na świecie zaledwie kilka, a opracowane przez nie systemy produkują później układy scalone w TSMC, Samsungu, Intelu, czy Micronie. My z dumą możemy powiedzieć, że blisko współpracujemy z liderami w globalnym sektorze półprzewodników. Przykładem takiego działania może być ASML i wspólna praca przy EUV.

Jak firma TRUMPF widziałaby siebie w rozwoju polskich technologii półprzewodnikowych?

– Chcielibyśmy oczywiście brać w tym udział. Produkujemy przecież element, który jest kluczowy do produkcji zaawansowanych chipów. Nie rozwijamy jednak technologii półprzewodnikowych w rozumieniu projektowania układów scalonych, chociaż mamy laboratorium, w którym wykorzystujemy komory próżniowe i plazmowe do testowania naszych produktów. Nie są to jednak urządzenia, w których możemy wyprodukować układy scalone, nawet te najprostsze. Taki jest stan na dzisiaj, ale być może byłby to dla nas jakiś kierunek. Mamy ku temu potencjał. Jeśliby powstało odpowiednie partnerstwo i know-how, moglibyśmy dołączyć. Natomiast jeszcze w tej chwili nie planujemy – jako firma TRUMPF Huettinger w Polsce czy w Niemczech – produkowania układów scalonych. Nie jest to naszym celem, przynajmniej na tym etapie. Jesteśmy natomiast w stanie symulować różne etapy procesu produkcji półprzewodników, aby dostosować nasz zasilacz do specyficznych potrzeb naszych klientów i zoptymalizować jego działanie w ich systemach.

Fot. TRUMPF Huettinger

– Obecnie rozwijamy technologie elektroniczne i energoelektroniczne. Mamy wysokiej klasy specjalistów w dziale badawczo rozwojowym liczącym prawie 400 osób, którzy bardzo dobrze poruszają się w świecie elektroniki. Nasi klienci natomiast, skupieni na rozwoju systemów do produkcji chipów, koncentrują się na fizyce plazmy i opartych o nią procesach i w tych obszarach posiadają ekspertów. Te światy trzeba ze sobą łączyć, a jednym sposobem jest zacieśnianie współpracy technologicznej z klientami. To robimy, ale istnieje też droga poszerzania kompetencji w kierunku fizyki plazmy, w zakresie potrzebnym do stworzenia nowoczesnego zasilacza plazmowego, który wyprzedzi bieżące rozwiązania i konkurencję. To też robimy i służy temu wspomniane wcześniej laboratorium plazmowe. Powstaje więc pewien interfejs kompetencyjny pomiędzy fizyką plazmową a elektroniką. Dzięki temu możliwa jest odpowiedź na kolejne oczekiwania klienta, czyli zaproponowanie mu rozwiązań, których potrzebuje oraz takich, których zapotrzebowania jeszcze sobie nie uświadamia. 

Czyli ważne jest uczestniczenie w rozwoju produktów razem z klientem?

– Do tego dążymy. Oferujemy klientowi proaktywnie jakąś funkcję, której mu nikt do tej pory nie oferował, a on sam nie zdawał sobie sprawy, że może mu być niezbędna. W tym kierunku chcemy się rozwijać i jako wyznacznik trendów mówić klientowi, czego będzie potrzebował za rok.

Paweł Ozimek, prezes TRUMPF Huettinger w Polsce

– Utworzyliśmy w tym celu w TRUMPF Huettinger komórkę o nazwie Next Technology Demands, której zadaniem jest definiowanie, czego będzie oczekiwał świat półprzewodników – z punktu widzenia zasilaczy – w perspektywie 3, 5 może nawet 7 lat. Zamierzamy być pierwsi. Nie jest to wizjonerstwo, tylko planowanie w oparciu o trendy, które są widoczne już dzisiaj. Nasi pracownicy spotykają się z klientami, aby zrozumieć, jakie mają potrzeby i w jakich kierunkach się one rozwijają. Odwiedzają targi, obserwują nowe technologie i przynoszą tę wiedzę do firmy, po czym ją przetwarzają i sugerują nowe rozwiązania. Jednym z takich zrealizowanych pomysłów była technologia High-Voltage, w którą nikt na początku nie wierzył. Ja sam byłem bardzo ostrożny, gdy usłyszałem, jakie sygnały powinny być doprowadzone do komory. Klient oczekiwał 10kV napięcia i przełączania go z częstotliwością 400 kHz czego nikt na świecie wówczas nie oferował. W tamtym czasie pośród dostępnych technologii plazmowych, również półprzewodnikowych, oferowane były zasilacze o napięciach rzędu 1000 V, czy 1200 V i częstotliwościach 100 kHz.

– Finalnie – dzięki naszemu zespołowi R&D – okazało się, że 400 kHz nie jest już barierą, a kolejne kroki w kierunku 800 kHz czy nawet 1 MHz też już nie wyglądają nierealnie.

Jaka część zysków TRUMPF Huettinger przeznaczana jest na rozwój?

– TRUMPF ma taką politykę, że firmy w każdym kraju działają na własny rachunek. Muszą być oczywiście zdrowe i dochodowe, ale wypracowane zyski inwestują w rozwój oraz wszelkie innowacje. Uruchamiają nowe obiekty, wyposażają je, wdrażają nowe produkty i technologie. My na te działania przeznaczamy około 10% obrotów, zależnie od roku. Generalnie jest to kwota na poziomie powyżej 100 mln PLN rocznie. Do wykorzystania i przetworzenia przez naszych inżynierów, których w dziale badawczo-rozwojowym mamy blisko 300 w Polsce, lecz w całej firmie jest ich dużo więcej.

A stopień ryzyka i zwrot z inwestycji?

– W pracach R&D zawsze jest wyższy stopień ryzyka. Przy projektach dotyczących nowego produktu akceptowalny ROI to trzy lata. Najlepiej by było, gdyby wynosił pół roku. Inaczej jest w przypadku nowych technologii. Tutaj możemy dłużej poczekać na owoce, ale jest szansa, że będziemy pierwsi i jedyni na rynku. Tak właśnie się stało z High-voltage. Obecnie są już firmy, które nas gonią, ale to oczywiste, że – szczególnie na rynku półprzewodnikowym – konkretne rozwiązanie może dawać przewagę tylko przez jakiś czas. My byliśmy z naszą technologią pierwsi u klienta, a poza tym mamy odrobinę łatwiej, ponieważ wyrobiliśmy sobie markę technologicznego lidera.

Fot. TRUMPF Huettinger

Czy inwestycje w automatyzację produkcji wpasowują się w ten trend?

– Robimy to nie dla zmniejszenia kosztów i oszczędzenia siły roboczej, choć oczywiście taki efekt powstaje. Głównym motywatorem są jednak wymogi technologiczne w naszej branży. Jakość i niezawodność wynika z powtarzalności procesów produkcyjnych, a te może zapewnić tylko automatyzacja. Maszyna robi to dużo bardziej powtarzalnie niż człowiek. Poza tym mamy traceability, czyli znamy ścieżki, jakimi podążają poszczególne komponenty elektroniki i inne elementy urządzeń. Jeśli z którymś z nich byłyby w jakimś momencie problemy, to dzięki temu systemowi możemy zidentyfikować potencjalnie zainfekowaną błędem populację produktów.

Jakie są plany rozwojowe oddziału w Polsce?

– Przez ostatnie trzy, cztery lata rozwój firmy był w dużej mierze oparty o przemysł energii słonecznej. W Chinach był na to wielki boom, a my byliśmy tam pierwsi z naszymi rozwiązaniami. Trzymaliśmy jakość i kompetencje, a przede wszystkim wysokie zdolności produkcyjne. Dzięki temu zdominowaliśmy rynek fotowoltaiczny, bo w pewnym momencie aż 95% ogniw w Chinach było produkowanych w oparciu o nasze zasilacze. Niestety w 2024 roku to się skończyło. Z różnych powodów zamówienia na tym rynku znacznie spadły. Na szczęście wiedzieliśmy, że niebezpiecznie jest stawiać na jednego konia, więc równolegle mocno rozwijaliśmy współpracę z firmami na rynku półprzewodnikowym. Okazało się, że to była bardzo dobra strategia, bo przygotowani do takiej zmiany kierunku z roku na rok zwiększyliśmy obroty w tym sektorze o 60%. W dużej mierze skompensowało to spadek związany z fotowoltaiką, nie tylko w wymiarze obrotów, ale również dochodów. Produkty półprzewodnikowe są technicznie dużo bardziej zaawansowane i tym samym bardziej dochodowe.

Czy TRUMPF Huettinger znów zatrudnia?

– Mieliśmy rzeczywiście chwilowy przestój w poszukiwaniu nowych pracowników, ale nie nazwałbym tego spadkiem, bo wciąż utrzymywaliśmy się na podobnym poziomie zatrudnienia. Teraz znów otworzyliśmy rekrutację na stanowiska inżynierskie i produkcyjne. W najbliższym czasie planujemy zatrudnić co najmniej 200 nowych osób.

– Rynek półprzewodnikowy ma swoje naturalne cykle, ale jest mocno zdywersyfikowany i wciąż będzie się rozwijał. Obejmuje on wiele segmentów, takich jak układy scalone, pamięci, czujniki i inne komponenty, co podkreśla różnorodność zastosowań. Według raportów Gartnera, osiągnie wartość 1 bln USD do 2028 roku, co świadczy o jego dynamicznym rozwoju i rosnącym zapotrzebowaniu na technologie takie jak AI, IoT czy 5G.

Fot. TRUMPF Huettinger

A sztuczna inteligencja? Jak wygląda jej wdrażanie w TRUMPF Huettinger?

– Mamy w firmie trzy zespoły, które ją rozwijają w trzech kierunkach. Pierwszy zajmuje się zastosowaniem AI w projektowaniu produktów co optymalizuje i przyspiesza cały proces, drugi skupia się na nowych funkcjach urządzeń tak, aby mogły bardziej precyzyjnie przewidywać zmiany w bardzo dynamicznym procesie plazmowym i zapewniać jego jeszcze lepszą stabilność, a trzeci wykorzystuje algorytmy do optymalizowania produkcji.

– Sztuczna inteligencja pomaga nam przewidywać, co się za chwilę stanie w komorze plazmowej. Dzięki temu możemy odpowiednio zareagować i na podstawie wewnętrznych parametrów wywnioskować, który element jest najsłabszym ogniwem i zestarzeje się jako pierwszy, a także kiedy należy go wymienić, żeby nie doprowadzić do awarii całego procesu i systemu. Dzięki AI bardzo szybko przetwarzamy sygnał. Zasilacze mają wbudowane oscyloskopy i możemy praktycznie od razu wysłać klientowi parametry, które sobie wyświetli na monitorze komputera i obejrzy przebiegi oraz napięcia prądu. Bardzo się to przydaje w projektowaniu.

W jaki sposób sztuczna inteligencja przegląda dane?

– Żeby zautomatyzować procesy, nie trzeba sztucznej inteligencji, wystarczy odpowiednio zaprogramować maszyny, żeby powtarzalnie odtwarzały czynności. Chcąc je jednak skutecznie optymalizować, potrzebne jest odniesienie do doświadczenia i sposobu myślenia człowieka, innymi słowy – do przeszłości. Temu służą budowane latami bazy danych zawierające parametry urządzeń zbierane podczas procesu produkcyjnego i testowania. W ich przeszukiwaniu i analizie właśnie AI okazuje się nieoceniona. Trzeba bowiem przejrzeć ogromne ilości danych i znaleść nieoczywiste, niewidoczne na pierwszy rzut oka koincydencje, a na ich podstawie zaproponować nowe, bardziej optymalne, czyli krótsze lub skuteczniejsze procesy np. testowania. To właśnie tutaj znaleźliśmy i zastosowaliśmy już rozwiązania oparte o AI i widzimy dla niej dalszy, duży potencjał. Człowiek ma ograniczone możliwości w starciu z tak dużymi zbiorami i nie jest w stanie przejrzeć setek tysięcy rekordów z kilkuset parametrami w rozsądnym czasie. Sztuczna inteligencja może to uczynić, a dziś – jak wiadomo – robi to kontekstowo, co dodatkowo przyspiesza ten proces.

Jak działają modele językowe?

– Modele językowe dostarczają funkcjonalność, czyli wspomnianą wcześniej kontekstowość. Nie musimy już jasno definiować tematu wyszukiwania. Wystarczy zlecić AI szukanie informacji w obrębie danej funkcji zasilacza, np. arc management. Agent AI przeanalizuje bazy danych i znajdzie dokumenty, w których co prawda nie ma bezpośrednich słów dotyczących tej funkcji, tylko określenia w rodzaju np. obsługa łuków. Zrozumie kontekst i dostarczy poszukiwane informacje. To jest właśnie ten obszar, w którym kontekstowa AI może pomóc. Przykładem może być porównanie procesu planowania produkcji, gdzie poszczególne fazy są dokładnie zdefiniowane i powtarzalne. Tu użycie AI ma ograniczoną wartość dodaną, w porównaniu z procesem planowania działań R&D, bazującym na trudnych do zautomatyzowania danych miękkich. Tam należy czytać między wierszami, a każdy element jest inny i trzeba bazować na podobieństwach, czyli stosować metodę “a propos”, a nie “de facto” i to już jest dużo większe wyzwanie.

Fot. TRUMPF Huettinger

Tu również trzeba przeanalizować to, co już zostało zrobione, aby stworzyć coś nowego…

– Dokładnie tak, dotyczy to wszystkich podobnych projektów zrealizowanych w przeszłości. Na podstawie tych analiz wyciągane są wnioski dotyczące koniecznych zasobów i czasu potrzebnego do realizacji nowych pomysłów.

Gdzie się kończy ML, a zaczyna się AI?

– W przypadku produkcji, do pewnego momentu mówimy jeszcze o automatyzacji i przekazywaniu danych pomiędzy maszynami, czyli Machine Learning, a od pewnego momentu już o sztucznej inteligencji.

– Dobrym przykładem jest testowanie urządzenia na końcu linii produkcyjnej. Jednym z takich testów jest wielogodzinna praca z pełną mocą potwierdzająca jakość montażu i kalibracji. Takie długie testowanie to oczywiście zużywanie dużych ilości energii. Co robi sztuczna inteligencja? Obserwuje sygnały dostarczane z wewnętrznych systemów pomiarowych (urządzenia są wyposażone np w wewnętrzny osczyloskop dostarczający danych o dużej rozdzielczości w czasie rzeczywistym) i po bardzo krótkim czasie liczonym w minutach, najwyżej w dziesiątkach minut, jest w stanie zidentyfikować dysfunkcje, które doprowadziłyby do awarii. Korzyść jest podwójna; skrócenie testu i możliwość wyeliminowania usterki zanim ona nastąpi. Warto zaznaczyć, że porównanie tych przewidywań z rzeczywistością dało bardzo zbieżne wyniki. Rozwiązanie jest coraz szerzej wdrażane.

Czyli zmiana sposobu myślenia o procesie…

– W stosowaniu sztucznej inteligencji dużym wyzwaniem jest mindset, czyli nastawienie na korzystanie w pierwszej kolejności ze wspomagających, dostępnych narzędzi AI. Oczywiście nie chodzi tu o to, że inżynier nie znajdzie rozwiązania postawionego problemu. Znajdzie, ale po drodze przejdzie wiele ślepych uliczek eliminując je, żeby w końcu trafić na to właściwe. Sztuczna inteligencja pozwala zaoszczędzić jego czas. Jest mechanizmem, który szybko odwiedzi te ślepe uliczki, przetworzy i przedstawi dane, nieporównanie szybciej niż człowiek.

– Daleki byłbym natomiast od stwierdzenia, że może zastąpić twórczą pracę inżynierską. Przy złożoności zagadnień, z jakimi się mierzymy, na pewno nie, Może jednak znacząco pomóc w obszarach nie tyle jakościowych, co ilościowych, dla dobrze zdefiniowanych i wyizolowanych zagadnień. Całość w dalszym ciągu musi ogarniać człowiek, a dokładniej mówiąc – cały zespół projektowy.

A jednak, czyż ludzie nie boją się sztucznej inteligencji?

– Kiedyś profesor Dragan powiedział bardzo mądre zdanie, z którym się utożsamiam: Bać się trzeba tego, na co mamy wpływ i czemu możemy zapobiec. Tego procesu nie możemy zatrzymać, choć były próby kontrolowania danych obszarów i zakresu użycia w nich AI. Do tej pory to się nie udało i się nie uda, bo wymagałoby ogólnoświatowej jednomyślności oraz z centralizowania wiedzy eksperckiej w jakimś gremium kontrolującym. Utopia. Moim zdaniem możemy po prostu być na sztuczną inteligencję przygotowani, albo nie. Dlatego razem z naszymi partnerami bardzo mocno inwestujemy w rozwój wspierany przez sztuczną inteligencję – podkreślił prezes TRUMPF Huettinger.

Dziękuję za rozmowę.