半導(dǎo)體制造工廠需要消耗大量電力來支持其設(shè)施運(yùn)行和制造過程。大型工廠每小時可消耗高達(dá)100MW時電力，相當(dāng)于一個普通家庭17年左右的耗電量，超過了許多煉油廠和汽車制造廠的耗電量。隨著產(chǎn)量增加，以及過程復(fù)雜性提高，電力消耗會持續(xù)增加。例如，最新的極紫外光刻技術(shù)的耗電量是從前的10倍。
施耐德電氣不間斷電源系統(tǒng)（UPS）
配電可靠性至關(guān)重要
從原材料到成品芯片制造完成通常需要85天，包括多達(dá)300項(xiàng)獨(dú)立操作流程。用于完成這些步驟的設(shè)備包括離子注入機(jī)、光刻機(jī)、沉積系統(tǒng)、氧化爐和蝕刻機(jī)等。每項(xiàng)精密半導(dǎo)體的制造過程都需要優(yōu)質(zhì)可靠的電源保證。任何電力供應(yīng)問題，比如停電或電壓驟降，都可能中斷操作，導(dǎo)致大量半導(dǎo)體產(chǎn)品報(bào)廢。
斷電或電壓驟降可由不同因素引發(fā)：或與基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量有關(guān)，印度供電不穩(wěn)即屬于這種情況；或與氣象災(zāi)害等外部事件引發(fā)，在美國即發(fā)生過因嚴(yán)寒天氣引發(fā)的斷電導(dǎo)致半導(dǎo)體工廠停工的事件。而短期停電可能會對接下來長達(dá)數(shù)月的芯片生產(chǎn)帶來威脅，因?yàn)橥ｋ姇χ圃炝鞒痰母鱾€部分產(chǎn)生影響，代價十分高昂，通常損失約數(shù)百萬美元，有時甚至高達(dá)數(shù)千萬美元。通過更有效的配電管理縮短意外停機(jī)時間可以避免制造過程中無法預(yù)見的損失。
面向未來的配電技術(shù)
在這個競爭激烈的行業(yè)中，工廠的成功和失敗僅一步之遙。電力干擾對工廠的成本、過程效率和良品率影響重大，因此可靠的、有彈性的電力供應(yīng)是工廠的差異化優(yōu)勢之一。
成功的工廠往往通過精心設(shè)計(jì)的、面向未來的配電基礎(chǔ)設(shè)施來確保可靠的電力供應(yīng)。例如，這些經(jīng)過數(shù)字化改造的設(shè)施，可通過部署電能質(zhì)量儀表來抓取毫秒級的電能質(zhì)量事件，通過軟件分析事件原因，增加治理設(shè)備來形成閉環(huán)管理。當(dāng)工廠能夠依靠來自其配電網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量、高可用性電能時，就能更快適應(yīng)不斷變化的需求。
應(yīng)用產(chǎn)品及健康診斷
降低停機(jī)風(fēng)險的方法很多。其中最有效的方法是使用不間斷電源系統(tǒng)（UPS）減少電源問題的影響。UPS可確保過程自動化和控制系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行，并幫助確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的電力供應(yīng)。輸入電壓干擾，如峰值、涌浪、驟降和諧波也可通過UPS調(diào)節(jié)。高質(zhì)量電源有助于確保那些敏感工具及過程高效率運(yùn)行，防止設(shè)備在瞬態(tài)電源故障或臨時功耗期間發(fā)生故障，避免昂貴的設(shè)備過早磨損。
UPS是如何發(fā)揮作用的? UPS能夠感知市電的波動或斷電。它的內(nèi)部電路快到足以承擔(dān)電力負(fù)載，使下游設(shè)備不受影響。然后UPS利用電池中儲存的電力作為過渡用電，直到恢復(fù)市電供應(yīng)，或者直到啟動柴油發(fā)電機(jī)來承擔(dān)臨時電力供應(yīng)。
工廠還可以使用電力監(jiān)測系統(tǒng)（PO）和電能質(zhì)量儀表（PM8000、 ION9000）來提高配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率、連續(xù)性、可靠性和安全性。
通過儀表，軟件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)捕捉（20微秒）及擾動方向判定（DDD）且系統(tǒng)支持提供SEMI F47曲線報(bào)告，實(shí)現(xiàn)暫態(tài)電能質(zhì)量問題以及工藝設(shè)備對電壓暫降耐受能力的分析評估，從而洞察配電系統(tǒng)的健康狀況，提前預(yù)知風(fēng)險，為工廠提升性能，制定決策提供參考。
近期施耐德電氣將推出行業(yè)新品PQB，從而幫助用戶無需停電，即可實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)電能質(zhì)量問題的在線檢測、分析和診斷。同時數(shù)字化方案還能跟蹤半導(dǎo)體制造設(shè)備的能耗情況，并根據(jù)SEMI S23（半導(dǎo)體制造設(shè)備之能源、電力、原料節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)）驗(yàn)證能效及改進(jìn)。
