台積電冷卻系統再進化,引進 AI 增加晶圓良率

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 06 日 12:44 | 分類 晶圓 , 零組件 Telegram share ! follow us in feedly


台積電是全球晶圓代工領域的龍頭,當然創新研發能力也不可小覷,多年來積極地改進廠務系統,如今更引進人工智慧技術,創造更有效率的工業環境。

台積電為了在晶圓生產製程中有效替主機系統進行降溫,使用了冰水冷卻系統。當然這不算是創新,類似的系統其實在許多製造業中很常見,數十年前就有在運用。但在半導體業中,降溫系統又顯得特別重要,所以一直以來,台積電都持續在這方面進行改進,甚至擁有自己的冰水系統技術藍圖。

尤其據台積電分析,光冰水降溫系統其實就佔工廠整體耗電量相當大的一部分,在先進製程持續發展下,如何提升降溫效率並同時顧及節能便成為很大的課題。而如今,台積電應用了大數據分析,成功開發出業界第一個冰水系統最適節能控制程式,大幅改善整體設備運轉效能,預計每年將節省 1.8 億度的用電量,相當可觀。

智慧工業典範

台積電表示,空調系統在節能策略上一直是關鍵角色,半導體廠廠務用電平均占全廠用電近 47%,其中又以空調設備耗為最大宗,占廠務用電近 60%,所以這是最有效益的節能投資領域。目前公司使用的是雙溫度冰水冷卻系統,冰機運轉負載更低,並取消鍋爐以熱回收系統替代,並應用大數據分析,在不同季節及環境下,動態調整水溫。

因為透過引進 IT 技術,可以更好的協調整體系統運作,比專注於單一設備的節能效益更佳。所以台積電其實在前年就完成收集 50 萬筆與外氣、空調、製程冷卻水及散熱排氣相關的運轉數據後,結合冰水主機的莫里爾曲線及冰水泵、冷卻水泵、冷卻水塔等性能曲線,以迴歸分析開發出業界首創的冰水節能技術。

而如今人工智慧技術的發展更能將溫度精確控制在正負 2℃,節能效率上看 19%,並且在今年初成功導入全球 12 座 12 吋晶圓廠,不僅省電更能提升晶圓良率,從這些不起眼的小地方進一步累積出領先全球的競爭力。

(首圖來源:TSMC

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