減少半導體製造耗電量的 3 種方法

全球產品經理 Neil Garland 談論降低耗電量的需求，同時維持系統可靠性

您是否知道，在晶圓廠的營運預算中，能源成本可高達 30%？視當地的電力費率而定，在半導體工廠 (簡稱「晶圓廠」) 之間此費率可能有所不同，但電子產業中的每家公司都知道能源成本相當可觀。

晶圓製程工具與支援工具、支援設備佔總能源消耗的將近 50%，因此每個節省下的 kWh 均會對晶圓廠的營收產生重大影響。

節省能源成本不只能對晶圓廠的營運預算帶來助益，企業通常也將達成或超越政府的節電法規和「綠色倡議」設為目標。換言之：降低能源消耗的壓力不只以經濟層面衡量，也以政治面衡量。

全球產品經理 Neil Garland 討論了愛德華如何瞭解降低耗電量的同時維持系統可靠性的必要性。

影片與文字稿

愛德華 iXM - Semiconductor Chamber Solutions 促進生產力與電源效率

適當尺寸的設備可在半導體的業務週期中節省能源

大部分的晶圓製程支援設備都過大，運作高於實際要求的規格。此選擇通常是為了提供配合的淨空空間和協助腔體，以避免高成本的停機時間。開發符合成本效益的解決方案，同時維持重要的製程參數為必要之舉，但過大的設備便伴隨著成本。

有些解決方案能降低泵浦系統的耗電量，而不需要過大設備。例如，在半導體工具中結合「鄰近升壓」，可降低 SubFab 前級泵浦的尖峰抽氣速度需求。此最佳化泵浦系統的耗電量可能遠低於單一過大 SubFab 泵浦的耗電量。此外，減少設備佔用空間可節省寶貴的 SubFab 空間，並避免昂貴的冰山效應。

考慮系統冷卻水的溫度和壓力

泵浦系統通常為水冷式。因此，冷卻水、系統壓力流量和溫度都是重大的成本因素。確保您的泵浦系統設計可為您的應用提供最佳效率，讓冷卻水接近環境溫度，並以較低壓力提供。由於一般的晶圓廠中會有數千個泵浦，任何節省的成本都會不斷累積。

更聰明的系統和更有效率的裝置

更聰明的裝置通常是更有效率的系統。例如：我們定期在泵浦中採用精密的馬達驅動控制方案。這些控制方案可達成最佳化的全負載電流額定值，同時維持高可靠性。在全負載下，系統的額定電流是決定選擇斷路器和電源線尺寸的關鍵，因此，智慧型馬達驅動控制配置，能將全負載電流額定值最佳化，改善整個系統的耗電量和可靠性。這些智慧型裝置在嚴苛的重新啟動工作期間尤其重要，例如發生意外停電後。

過大的真空或減排設備能改善可靠性是一種迷思。透過對重要半導體運作參數和晶圓廠成本推動因素的透徹瞭解，我們可以將泵浦系統最佳化，使其具有高度可靠性，而不需要過度指定設備。如此一來，即可節省安裝與營運成本。