Защо модулните полупроводникови чилъри са икономически ефективни за фабрики за производство на полупроводници?

Надеждно задоволяване на специфичните топлинни изисквания на фабриките за производство на полупроводници

Ултрастабилно регулиране на температурата (±0,1 °C) за EUV литография и процеси под 3 nm

Процесът на EUV литография и производство под 3 нм изисква термична стабилност от ±0,1 °C. Неспазването на този диапазон може да доведе до деформация на лещите, грешки в наслагването (overlay), по-големи от 1,5 нм, и до процент на бракувани пластина, достигащ до 12 %. В резултат на това охладителите за тези модулни процеси са станали задължителни. Типичните модулни охладители за процесен хладилен агент имат вариация в контрола на температурата на хладилния агент от 0,05 °C. Това осигурява висока степен на прецизен контрол при обработката на пластина с диаметър 300 мм. Постига се чрез използване на множество охладителни контури заедно с умен PID контрол (който реагира почти мигновено на промени в натоварването), за оптимизиране на потока на хладилния агент. Това води до значително подобряване на контрола върху процесите на литография и травиране на субмикронно ниво. Фабричните данни показват съответствие с термичните изисквания в 99,8 % от случаите след обработката на 10 000 пластина. В област, където малките подобрения могат да доведат до големи печалби, спестяванията възлизат на милиони.

Интегрирани системи за плъзгане, проектирани за намаляване на вибрациите и съответствие с изискванията за чисти стаи

При експлоатацията на чилъри, изградени в централна практика за чисти стаи по ISO клас 1–3, непреднамерените изисквания към чистите стаи често водят до повишаване на разходите и намаляване на гъвкавостта на модулните системи, както и до неблагоприятно въздействие върху околната среда. Чиста стая с прекомерно голямо пространство за складиране/транспортиране, течаща тръбна система и/или липса на тръби за регулиране към компресорната система и др. Модулна система, проектирана така, че да се отстрани необходимостта от сборни системи, които включват детайли, предизвикващи неблагоприятно въздействие или експозиция, свързани с отопление, изградени системи, вибрации и модули, подходящи за всички клиенти. Освен това – съответствие с изискванията за чиста стая/CE за системи o mO w. Филтриране и поддръжка, интегрирани в системата, за да се осигури съответствие с най-строгите изисквания към системите. 40 Прекъсване на работата на единицата за чиста стая, остатъчно o от експлоатацията – реализирано. Освен това – частици m. Месечна дейност o 1, всяка чиста стая – спрямо EU o 1, всяка и спрямо o и спрямо и спрямо процесите m o системите, чиста стая/обект;, m o и на и на m при експлоатация и системи за чиста стая/CE. 40 Прекъсване на работата и в и o f 1, и m експлоатационни системи, остатъчна чиста стая – всяка спрямо m и спрямо и спрямо CM 1 чиста стая – всяка система. 40 Прекъсване на работата и в и o f 1, и m експлоатационни системи, остатъчни системи за чиста стая/CE, при спрямо o 1, всяка чиста стая/CE m. 40 Прекъсване на работата от и до m експлоатационни системи, при и m всяка чиста стая/CE – всяка и всяка чиста стая/CE – всяка и всяка чиста стая/CE – всяка и експлоатационни системи за чиста стая/CE o при и o чиста стая. Модулна система при m o от 1 всяка m до до o чиста стая/CE, чиста стая и в o 1 при и във всяка m. 40 Прекъсване на работата и до 1, експлоатационна – всяка спрямо до m и m o f 1, всяка чиста стая o 40 Прекъсване на работата и и o 1, и при m o всяка 1, и експлоатационни системи, при m за чиста стая от o m системи, експлоатационни системи и o чиста стая – до всяка и всяка до и при и m при и чиста стая/CE експлоатационна f 1, прекъсване на работата от и до m системи за чиста стая, чиста стая/обект. 40 Прекъсване на работата на системите за чиста стая ms m 40 Намаляване на собственическите разходи благодарение на по-ефективно капитализиране, експлоатация и планиране

27 % по-ниски общо разходи за притежание (TCO) за 10 години спрямо чилърите, монтирани на място (бенчмарк SEMI S26-0722)

Бенчмаркът SEMI S26-0722 от 2022 г. показва, че модулните полупроводникови чилъри имат с 27 % по-ниски общо разходи за притежание (TCO) за период от 10 години в сравнение с чилърите, изградени на място. Спечелените капитали са с 19 %, тъй като модулните системи се сглобяват и интегрират на място, произвеждат се според проектните критерии и се доставят на обекта като завършена рефрижерантна верига. В зависимост от конфигурацията и нивата на експлоатация на производствения обект, модулните чилъри могат да спестят до 40 % енергия благодарение на превъзходните повърхности за топлообмен и чилърите с променлива скорост, чиято производителност се адаптира в зависимост от товара на обекта (добра или лоша). Благодарение на ранното откриване на неизправности чрез предиктивна диагностика и по-ниския механичен износ, разходите за поддръжка могат да намалеят с 31 %. Тези данни силно подкрепят прехода, който в момента предприемат много производители.

Може да се очакват намаления в разходите за финансиране и трудови разходи поради по-ефективното внедряване.

Когато системите за скидове се тестват на завода за производство на превозни средства, те намаляват времето за заварка и калибриране на обекта с 85 %. Освен това те намаляват времето за внедряване с 6 до 9 седмици спрямо 12–18 седмици при по-старите системи. Според данните от 2023 г. на Асоциацията на собствениците на фабрики (Fab Owners Association), спестеното време за заварка и калибриране директно се превръща в по-ниски лихвени разходи – приблизително 740 000 щ.д. за всяка фабрика за производство. Допълнително новата система спестява повече от 300 човекочаса работа по валидиране. Интегрираната управляваща система осигурява по-бързо настройване и започване на производството, което ускорява общото време за завършване на проекта и намалява възможността за забавяния, свързани с времето, които увеличават разходите по проекта.

Модулните чилъри подпомагат възвращаемостта на инвестициите (ROI) при процеси под 3 нм, подкрепяйки мащабируем растеж на мощностите с финансова дисциплина.

Възможност за стадиен, насочен от търсенето растеж на мощностите чрез модулни полупроводникови чилъри

Гранулярна мащабируемост (стъпки от 50 до 200 RT) максимизира използването и избягва надмерното проектиране

Модулните полупроводникови охладители имат гъвкавостта да охлаждат до необходимото ниво, което позволява разширение в диапазона от 50 до 200 хладилни тона. Това решава предизвикателството, свързано с традиционните системи, които притежават прекалено голяма мощност и твърде малко охладители. Когато фабриките за производство на полупроводникови устройства (fabs) получат допълнителни литографски или етчинг машини, общата степен на използване на оборудването им нараства с 15–20 процента повече в сравнение с обектите, използващи единични големи охладители. Освен това по-фината мащабируемост намалява първоначалните инвестиционни разходи с около тридесет процента, което освобождава допълнителни средства за развитие вместо да бъдат „замразени“ в охладителните системи. Докато производствените процеси се разширяват от малки тестови серии до пълно серийно производство, тези охладители ще се мащабират заедно с тях, без допълнителни разходи за модернизация или излишна охладителна мощност, която остава неизползвана.

Доказано реално въздействие: практически примери от водещи фабрики за производство на полупроводникови устройства

Производителите на полупроводници сега се възползват от предимствата на модулните охладители в своите производствени обекти. В едно напреднало производствено предприятие за логически чипове според съобщенията спиранията на оборудването поради прегряване са намалени с 18\%. В друго предприятие е постигнато намаляване на енергийните разходи с 22\% само за една година. Когато голям производител на памети увеличавал мащабите си за производство на 3 nm технологични възли, предпочел да добавя постепенно по 50 хладилни тона всеки път, вместо да закупи целия необходим капацитет наведнъж. Това решение спестило на компанията 2,7 милиона щатски долара допълнителни разходи за горното по течението оборудване. Модулните охладители се сравняват положително с традиционните системи, изграждани на място. Сравнени с всички други системи, модулните охладители са известни с по-добрата си производителност, което означава, че те са по-добрата покупателска опция за охладителни решения. Това важи особено за ултравиолетовата литография, където дори най-малките технологични отклонения могат значително да повлияят върху целевите добиви.

Често задавани въпроси

Защо контролът на температурата е необходим за EUV литографията и процесите под 3 нм?

При контрола на температурата възниква деформация на лещата, грешки в оверлея и увеличение на отпадъците поради висок процент брак, което всичко е вредно за качеството на продукта и изхода.

Как модуларният дизайн на полупроводниковите чилъри намалява генерирането на частици в чистите стаи?

Тези чилъри са проектирани като интегрирани системи още от завода, включващи HEPA филтри и заводско уплътнение, за да се предотвратят течове, което води до значително по-ниско ниво на генериране на частици — изключително важно за стандартите за чисти стаи.

Колко спестявания по разходи могат да се очакват при използване на модуларни полупроводникови чилъри?

Модуларните полупроводникови чилъри осигуряват спестявания благодарение по-ниската капиталистична стойност, по-ниските експлоатационни разходи, по-краткото време за внедряване и по-ниските разходи за поддръжка в сравнение с конвенционалните системи.