Giảm chi phí điện năng (và lượng khí thải carbon) trong quá trình sản xuất wafer
Hãy thành thật mà nói: các nhà máy chế tạo linh kiện bán dẫn tiêu tốn rất nhiều điện năng. Nếu bạn muốn giảm lượng khí thải carbon, bạn cần xem xét cách mà bạn sử dụng để làm nóng các wafer.
Trong thời gian dài, chúng ta vẫn sử dụng các bộ sưởi dựa trên nguyên lý điện trở. Vấn đề là chúng cần làm nóng toàn bộ căn phòng để có thể làm nóng được wafer. Điều này rất lãng phí năng lượng. Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng các bóng đèn sưởi bằng tia hồng ngoại. Thay vì làm nóng toàn bộ buồng sản xuất, các bóng đèn này chỉ tập trung năng lượng vào bề mặt wafer. Cách này hiệu quả hơn, và giúp tránh việc lãng phí năng lượng cho những thứ không cần được làm nóng.
Bí quyết để vận hành hiệu quả
Bạn không thể chỉ bật công tắc của bóng đèn hồng ngoại rồi bỏ mặc nó. Bạn cần một hệ thống phản hồi chính xác; nếu không, mọi thứ sẽ trở nên tồi tệ. Chúng tôi thường kết hợp các bóng đèn này với các cảm biến đo nhiệt độ không tiếp xúc. Những cảm biến này giúp theo dõi nhiệt độ của wafer một cách liên tục. Nếu cảm biến hoạt động không chính xác, dù chỉ một giây thôi, bạn cũng có nguy cơ làm wafer bị quá nóng, hoặc dẫn đến tình trạng nhiệt độ không đồng đều. Đó là một trò chơi cân bằng. Chúng tôi thiết kế các hệ thống này để có thể xử lý những thay đổi nhiệt độ nhanh chóng, nhưng mục tiêu vẫn là tránh làm hỏng các bộ phận của bóng đèn.
Những điều bạn cần biết
Mọi người đều muốn có một “nhà máy xanh”, nhưng điều đó thường đồng nghĩa với việc cần tăng mật độ công suất để rút ngắn thời gian sản xuất. Tôi thích sử dụng các bóng đèn hồng ngoại tia ngắn. Chúng có khả năng xuyên qua wafer tốt hơn so với các bóng đèn tia trung bình, điều này giúp giữ nhiệt độ trong buồng sản xuất ở mức thấp hơn, trong khi wafer vẫn được giữ ở nhiệt độ cần thiết. Nhưng có một điểm cần lưu ý: khi tăng mật độ nhiệt, các bộ phận cung cấp điện và hệ thống làm mát sẽ phải chịu áp lực lớn. Nếu bạn muốn đạt được mục tiêu giảm khí thải carbon, hãy đảm bảo rằng hệ thống làm mát của bạn đủ mạnh để xử lý lượng nhiệt sinh ra từ bóng đèn. Nếu không, bạn chỉ đang thay thế một vấn đề bằng một vấn đề khác thôi.
Tại sao điều này lại quan trọng?
Cuối cùng, việc chuyển sang sử dụng bóng đèn hồng ngoại giúp giảm lượng điện năng tiêu thụ. Thay vì làm nóng toàn bộ cấu trúc của máy móc, năng lượng được tập trung vào chính bề mặt wafer. Điều này giúp giảm đáng kể lượng kilowatt-hour tiêu thụ cho mỗi wafer. Chỉ cần kết hợp chúng với các cảm biến đo nhiệt độ chính xác và bộ điều khiển PID, bạn sẽ có một hệ thống sưởi hiệu quả hơn nhiều.