Hãy ngừng lãng phí năng lượng: Cách hiệu quả hơn để xử lý các yêu cầu về nhiệt độ trong quy trình sản xuất bán dẫn
Trong các nhà máy sản xuất bán dẫn, chúng ta luôn phải cân bằng giữa việc loại bỏ hơi ẩm và xử lý các tấm wafer một cách hiệu quả. Nhưng nếu sử dụng nhiệt độ quá cao, chúng ta sẽ làm hỏng những tấm silicon quý giá này.
Phương pháp truyền thống là sử dụng lò sưởi để làm nóng toàn bộ buồng sản xuất. Phương pháp này rất chậm, kém hiệu quả, và tiêu tốn rất nhiều năng lượng.
Chúng tôi đã tìm ra phương pháp tốt hơn: sử dụng bộ điều khiển sấy bằng tia hồng ngoại kỹ thuật số. Thay vì làm nóng không khí xung quanh tấm wafer, phương pháp này tập trung nhiệt lượng trực tiếp vào chính tấm wafer. Đây là phương pháp hiệu quả hơn, giúp giảm lượng khí thải carbon của nhà máy.
Cách thức hoạt động của bộ điều khiển sấy
Hãy nghĩ về những bộ relay cũ kỹ – chúng chỉ có thể bật/tắt một cách đơn giản. Nhưng bộ điều khiển sấy bằng tia hồng ngoại kỹ thuật số thì khác. Chúng sử dụng công nghệ chuyển mạch tần số cao và chu trình PID để duy trì nhiệt độ ở mức mong muốn. Không cần phải đoán mò nữa.
Kết quả là, nhiệt độ có thể được nâng lên nhanh hơn nhiều. Vì tấm wafer không phải chịu tác động của nhiệt trong thời gian dài, nên chúng ta không cần lo lắng về việc tấm wafer bị biến dạng do nhiệt. Quy trình sản xuất trở nên thuận lợi hơn.
Lựa chọn thiết bị phù hợp
Nếu bạn muốn xây dựng một “nhà máy xanh”, bộ điều khiển chính là yếu tố quan trọng nhất. Chúng ta kết hợp bộ điều khiển này với các bóng đèn thạch anh có công suất cao. Điểm tuyệt vời nhất là giao diện kỹ thuật số, giúp chúng ta điều chỉnh công suất theo độ dày của vật liệu.
Nhưng điều quan trọng là phải chú ý đến mức tiêu thụ điện năng. Các bộ phát tia hồng ngoại có mật độ cao sẽ tiêu tốn rất nhiều điện năng. Nếu bạn tăng công suất để xử lý nhiều tấm wafer hơn, các quạt làm mát và hệ thống thông gió sẽ phải hoạt động ở mức tối đa để bù đắp. Kết quả là lượng khí thải carbon mà chúng ta muốn giảm lại tăng lên.
Bí quyết nằm ở việc tìm được sự cân bằng giữa mật độ bóng đèn và chu kỳ hoạt động của bộ điều khiển. Nếu làm đúng, các bóng đèn sẽ hoạt động lâu hơn.
Tác động thực tế
Khi chúng ta từ bỏ phương pháp sưởi truyền thống và chuyển sang phương pháp sưởi bằng tia hồng ngoại được kiểm soát, lượng năng lượng lãng phí trong quá trình “khởi động” sẽ giảm đi đáng kể.
Chúng tôi thấy rõ rằng lượng điện năng tiêu thụ cho mỗi tấm wafer giảm đáng kể. Vì những bộ điều khiển này có thể thay thế cho các thiết bị sưởi truyền thống, nên chúng ta không cần phải thay đổi toàn bộ hệ thống sản xuất.
Chúng ta có thể giảm diện tích vùng sưởi và giảm lượng năng lượng tiêu thụ. Đó chính là cách để đạt được mục tiêu giảm khí thải carbon trong nhà máy, thay vì chỉ nói về điều đó trong các cuộc họp.