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Construir Plantas de Semiconductores más Rentables

Un ingeniero de campo de Swagelok asesora en la construcción de sistemas de fluidos

Por qué los Sistemas de Fluidos de Alto Rendimiento son Importantes en la Construcción de Nuevas Fábricas de Semiconductores

Masroor Malik, director de Mercado de Semiconductores

Cuando se construye una nueva planta de fabricación de semiconductores hay que tener en cuenta muchas cosas, como la velocidad de comercialización, la estandarización de materiales e instalaciones y el coste. Muchas estimaciones calculan que el coste de la construcción de una nueva fábrica supera los 1.000 millones de dólares. No son raros los valores de 3.000 a 4.000 millones de dólares, y algunas de las mayores fábricas pueden superar los 10.000 millones.

Las salas limpias y el equipo muy caro de fabricación de microchips, suponen la mayor parte de estos gastos, pero el coste total de propiedad puede verse muy influido por otros sistemas y equipos de las instalaciones.

Los sistemas de control de fluidos, que funcionan esencialmente como el sistema circulatorio de la fábrica transportando líquidos y gases donde se necesitan en toda la instalación, son un ejemplo de ello. Cuando se plantea la construcción de una nueva fábrica de semiconductores, hay una gran oportunidad de contribuir a la rentabilidad de la fábrica a corto y largo plazo especificando componentes y conjuntos de sistemas de fluidos de alta calidad, y trabajando estrechamente con los proveedores de sistemas de fluidos durante la fase de ingeniería y diseño (FEED por sus siglas en inglés, de front-end engineering and design) del desarrollo.

He aquí cinco formas en las que un enfoque cuidadoso del diseño y la instalación de sistemas de fluidos puede contribuir a una fábrica más rentable:

#1. Instalación más Rápida y Sin Fugas

La construcción de nuevas fábricas suele ser indicativa de una nueva tecnología de producción y/o de la ampliación de la capacidad, lo que hace que la velocidad de comercialización sea un objetivo primordial para adelantarse a la competencia. Se cuenta con que la fabricación y producción de semiconductores empezará lo antes posible—en algunos casos, si es posible, antes de que se termine toda la instalación.

En pocas palabras, no hay tiempo que perder. Sin embargo, el diseño y la construcción de sistemas de fluidos complejos y su distribución a lo largo de la fábrica puede ser un proceso que requiera mucho tiempo, y que implique una cantidad significativa de trabajo y experiencia para doblar correctamente el tubo adecuado, instalar los componentes críticos y garantizar la integridad total del sistema. Este proceso puede ser especialmente difícil si los contratistas e instaladores no tienen el el conocimiento o formación apropiado para instalar sistemas fiables y sin fugas.

Los conjuntos de sistemas de fluidos prefabricados y diseñados a medida, pueden ayudar a eliminar los problemas de instalación durante la construcción y eliminar una cantidad significativa de mano de obra relacionada con el montaje de subsistemas complejos. Busque un proveedor que entienda sus necesidades y que le proporcione un conjunto completo y fácil de instalar, fabricado con componentes de alta calidad. El tiempo ahorrado puede ayudar a que su fábrica esté plenamente operativa mucho antes, permitiendo que comience la producción de semiconductores a gran escala.

#2. Planificación y Diseño más Eficientes

Los sistemas de fluidos de planta están formados por una variedad de componentes, incluyendo racores para tubo, válvulas, reguladores, mangueras y tubo. Una planificación adecuada del sistema, un diseño eficiente, un trazado eficaz de los tubos y otras buenas prácticas de instalación, pueden contribuir a que el sistema se ponga en marcha más rápidamente y pueda funcionar de forma fiable durante toda la vida útil de la instalación.

Por ejemplo, un subsistema que requiera una compleja serie de cambios de dirección del tubo puede suponer un reto para los diseñadores o instaladores de la propiedad. Trabajar con un proveedor que proporcione un subconjunto completo puede ser, una vez más, un activo valioso, ya que el doblado del tubo se habrá realizado fuera de las instalaciones. El subsistema completo estará listo para su instalación y será estanco en el momento de la entrega.

En otros casos, un sistema de fluidos diseñado eficazmente puede incorporar muchos cambios de dirección del tubo que, de otro modo, se habría trazado con accesorios adicionales. La reducción de los puntos de conexión innecesarios puede ayudar al constructor de la planta a ahorrar dinero en componentes adicionales, y también a eliminar posibles puntos de fuga. Los fabricantes pueden reducir los costes a corto plazo durante la construcción, así como el coste total de propiedad a lo largo de la vida útil de la instalación, especificando componentes de sistemas de fluidos de mayor calidad y confiando en los expertos en diseño y servicio de sistemas de fluidos para obtener apoyo cuando sea necesario.

#3. Reducción de los Costes Totales del Ciclo de Vida

Una vez que la planta está en producción, la eficiencia operativa y el máximo rendimiento son las prioridades. Cualquier tiempo de parada resultante de un fallo en el sistema de fluidos puede suponer una importante pérdida económica por cada hora de parada de la producción. La adquisición de componentes y conjuntos de alta calidad al principio del proceso puede ayudar a eliminar las necesidades de mantenimiento, reparación y operaciones (MRO por sus siglas en inglés de Maintenance, Repair and Operations) a lo largo de la vida de la instalación.

Por ejemplo, las plantas utilizan potentes refrigeradores para mantener una estabilidad óptima de la temperatura en los procesos de fabricación. Sin embargo, si una manguera de transporte de refrigerante no está equipada con el aislamiento adecuado, las temperaturas en la cámara de herramientas pueden fluctuar, lo que supone un reto para el máximo rendimiento de la producción. Seleccionar el tipo de aislamiento adecuado en las mangueras desde el principio puede ayudar a reducir la probabilidad de cualquier problema, incluida la condensación, que es común en el entorno de una planta.

La elección de componentes de alta calidad y de sistemas bien diseñados desde el principio de la construcción, permitirá que las actividades de mantenimiento y reparación sean más fáciles y requieran menos tiempo. Además, con el paso del tiempo habrá que sustituir menos componentes y aplicaciones. El ahorro y la reducción de las paradas conseguidos pueden ayudar a que las instalaciones sigan siendo más productivas—y más rentables—a largo plazo.

#4. Calidad Global Estandarizada

Los propietarios de las plantas deben pensar a menudo en la mejor manera de reproducir las normas y los procesos en varios lugares del mundo, para garantizar la máxima viabilidad de la producción y mantener los requisitos de calidad.

La estandarización de los componentes y aplicaciones de los sistemas de fluidos en todas las instalaciones puede ser beneficiosa. Los sistemas consistentes contribuirán a facilitar el mantenimiento, a mejorar la continuidad de las técnicas de instalación y a la seguridad general de las operaciones de producción. Encontrar proveedores con servicios globales de construcción, que incluyan capacidades de la cadena de suministro en todo el mundo y apoyo local, puede ayudar a los constructores de plantas a reducir los costes generales de adquisición y gasto. Trabajar con estas organizaciones en todas las instalaciones puede conducir a eficiencias y opciones de diseño que producen mejoras considerables en la rentabilidad en todo el mundo.

#5. Aumento de la Productividad y el Rendimiento

Una vez que la planta se ha puesto en marcha y está operativa, los sistemas de fluidos de alta calidad que eliminan la necesidad de mantenimiento continuo y las paradas, pueden contribuir a aumentar los niveles de productividad y el rendimiento viable de los chips, al proporcionar millones de ciclos de producción limpios ininterrumpidos y con un nivel de ultra alta pureza. La fiabilidad de la producción puede ayudar a un productor a ganar o mantener su posición en esta industria tan competitiva.

A la hora de poner en marcha una nueva planta, minimizar los costes iniciales de los componentes y respetar los exigentes plazos de construcción es uno de los objetivos más importantes para un constructor. Pero, como hemos visto, la contratación de piezas, componentes y subconjuntos de mayor calidad para los sistemas de fluidos críticos en toda la planta, puede contribuir a obtener muchos beneficios y a reducir el coste total de propiedad durante toda la vida útil de la instalación.

¿Quiere saber más? Swagelok ha ayudado a los productores de semiconductores a diseñar y construir sistemas de fluidos en todo el mundo. Contacte con nuestros equipos para saber cómo nuestros servicios de diseño y montaje pueden ayudarle en la construcción de su próxima planta.

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