Reduzindo a conta de energia (e as emissões de carbono) nos equipamentos utilizados na produção de wafers
Sejamos honestos: as fábricas de semicondutores consomem uma quantidade enorme de energia. Se você quer reduzir sua pegada de carbono, precisa pensar em como aquecer os wafers de maneira eficiente.
Por muito tempo, dependemos de aquecedores resistentivos. O problema é que eles tentam aquecer todo o ambiente para que o wafer fique quente. Isso é um desperdício de energia. Por isso, estamos migrando para lâmpadas de aquecimento por infravermelho. Em vez de aquecer todo o ambiente, essas lâmpadas direcionam a energia diretamente para a superfície do wafer. Isso é mais rápido e eficiente. Além disso, evita que a energia seja desperdiçada em partes que não precisam ser aquecidas.
O truque para fazer isso funcionar
Não basta simplesmente ligar a lâmpada de infravermelho e deixar tudo como está. É necessário ter um sistema de feedback preciso, caso contrário, as coisas podem dar errado rapidamente. Geralmente, usamos essas lâmpadas em conjunto com pirômetros sem contato. Esses sensores monitoram constantemente a emissividade do wafer em tempo real. Se o sensor falhar ou atrasar, mesmo que por apenas um segundo, há risco de superaquecimento ou de produzir wafers com qualidade inferior. É preciso equilibrar tudo isso. Construímos esses sistemas para lidar com ciclos térmicos rápidos, mas o objetivo é fazê-lo sem danificar os componentes do sistema.
As comparações que você precisa conhecer
Todo mundo quer uma “fábrica verde”, mas isso geralmente significa buscar maior densidade de potência para acelerar o processo. Eu prefiro lâmpadas de infravermelho de onda curta. Elas penetram melhor no wafer do que as de onda média, o que permite manter a temperatura geral do ambiente mais baixa, enquanto o wafer permanece exatamente onde precisa estar.
Mas há um problema: quando aumentamos a densidade de calor, as fontes de alimentação e os sistemas de resfriamento são sobrecarregados. Se você quer maximizar a produção para atingir metas relacionadas ao carbono, certifique-se de que seu sistema de resfriamento seja robusto o suficiente para lidar com o calor gerado ao redor da lâmpada. Caso contrário, você estará apenas trocando um problema por outro.
Por que isso realmente importa
No final das contas, usar lâmpadas de infravermelho reduz significativamente o consumo de energia. Em vez de aquecer toda a estrutura do equipamento, a energia é direcionada exatamente para onde é necessária. Isso reduz drasticamente o consumo total de energia por wafer. Basta combiná-las com sensores de infravermelho calibrados e controladores PID de precisão, para evitar o desperdício de energia. Assim, você terá um sistema de aquecimento muito mais eficiente.