半导体行业如何选择供配电系统方案?

2019-11-09 作者:电工电气   |   浏览(160)

信息技术已经广泛深入应用到工业领域的生产、运营、管理等各个环节,工业生产正向精细化发展,各种高端、精密设备大量投入使用。集成电路晶圆代工企业的精密设备,大型钢铁集团轧钢厂所采用的自动化进口设备,海洋作业和船舶的通讯、导航系统,石油化工企业生产线所用的自动控制设备、DCS、计算机等,即便是短暂的电压闪变、跌落或瞬时供电中断也会造成整个生产过程的停滞、产品报废,甚至设备损坏。因此,提升系统的可靠性,是工业企业在动力平台建设过程中首先考虑的问题。

进入21世纪,半导体器件更是无处不在,已成为构筑信息化社会的基石。半导体技术正扮演着多元应用的智能核心,成为一切智能制造的“大脑”。芯片对于一个国家的战略意义是不言而喻的。尤其是随着互联网时代的到来,各行各业对于芯片的需求量也是越来越大,不管是物联网、云计算还是大数据,亦或是其他什么依托于互联网的产业,其背后最大的功臣都是小小的芯片。因为芯片是信息存储的载体,有了芯片才有信息从存储和交互,而随着时代的发展,对芯片的需求量越来愈大,对其质量要求也越来越高。

使用环境和负载是选配工业 UPS 需要考虑的两大因素

随着半导体产业的快速发展,对于电力供应的需求也是与日俱增。如果电力供应跟不上,那么半导体产业的发展也必将会受到巨大的阻碍。就像近日发生的东芝工厂停电事件,虽然停电仅持续了短短十三分钟,但是由于硅晶圆的特性,停电时处于生产工序中的晶圆几乎全部报废,因此东芝的损失非常巨大。

物理环境通常在工业企业选配 UPS 时被忽略。由于受生产、制造现场因素的影响,工业应用环境中普遍存在着高温、潮湿、粉尘量大、空气污染严重等问题。在特殊工业场合,环境中的空气还可能含有腐蚀性气体,或者在震动的情况下发生机体倾斜,这些都容易造成 UPS内部部件短路而发生供电故障。因此,这就要求UPS 具有超强的环境适应能力,以综合的高性能表现来应对恶劣环境的考验。

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一、即使半导体行业再厉害也离不开供电设备的有力保障

作为高端制造行业,半导体行业使用了大量高精密仪器设备,生产过程中通过中央信息系统发出指令由机台设备自动运行。但是,这些高精密生产机台设备很容易受电压暂降和市电断电影响,导致停产、废料、设备损坏等灾难发生。每一次由于断电造成的停机事故,都有可能给半导体行业带来不可估量的经济损失。

因芯片在生产过程中,一旦发生断电,就意味着生产线上所有的晶圆可能全部都要报废。首先,芯片Fab的生产需要超净生产环境,任何自然灾害对建筑的晃动都有可能造成超净环境被污染,而维持超净环境本身也是需要消耗大量电力。而一旦停电,超净环境就可能会被污染,整个产线上的晶圆可能就要报废。同时,芯片生产设备的断电将会带来更大的损失。所以该行业对电能质量要求极为严苛,可靠、稳定、智能、绿色的电力保障是半导体企业数字化高效运转的重要保障。

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二、半导体企业面临的供电问题

半导体的厂务工作要保证生产过程的可靠、持续运行,同时基于能耗的考量,目前半导体厂务也非常强调绿色节能。因此,如何保证生产不间断运行和最大程度实现绿色节能,是半导体厂务目前面临的两大挑战。

虽然半导体厂务的工作范围很广泛,但是可靠供电是厂务工作的首要目标。然而,半导体生产在供电保障上却常常面临两个突出问题。半导体工厂采用两路一级市电供电,能够满足一般情况下的供电需求,但是如果遇到恶劣天气、施工意外等不可预测的突发情况,就会带来市电断电和电压暂降的风险,这将会给半导体生产造成严重后果。

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