Влияние газовых и жидкостных систем на затраты в производстве полупроводников

Почему высокоэффективные жидкостные и газовые системы имеют значение при строительстве заводов по производству полупроводников

Масрур Малик (Masroor Malik), ведущий специалист по решениям в полупроводниковой отрасли

Организация нового полупроводникового производства учитывает большое количество факторов: скорость выхода на рынок, унификация материалов и монтажных работ, а также общая стоимость оборудования. По различным оценкам, стоимость нового завода в большинстве случаев превышает 5 миллиардов долларов. Современные полупроводниковые производства (3 нм и ниже) часто достигает 20 млрд долларов, поэтому необходимость оптимизации каждой системы становится как никогда высокой.

Решения для сопровождения капитальных проектов

Львиная доля таких расходов приходится на чистые помещения и дорогостоящее оборудование для производства микрочипов, но общая стоимость владения также во многом зависит от других систем и оборудования на всем предприятии.

Один из таких примеров – жидкостные и газовые системы, которые служат своего рода кровеносной системой завода по выпуску полупроводников, доставляя жидкости и газы в нужное место. В начале строительства нового завода по выпуску полупроводников есть замечательная возможность повысить рентабельность в краткосрочной и долгосрочной перспективе, заказав высококачественные компоненты и узлы для жидкостных и газовых систем и тесно сотрудничая с их поставщиками на этапе предварительного проектирования (FEED).

Подходы к организации газовых и жидкостном систем на полупроводниковом производстве

Ниже описаны пять составляющих процесса проектирования и монтажа жидкостных и газовых систем, которые способствуют увеличению прибыли завода по выпуску полупроводников:

1. Более быстрый и герметичный монтаж

Строительство новых заводов обычно связано с появлением новых производственных технологий и (или) увеличением объемов производства, поэтому быстрый выход на рынок – важнейшее условие конкурентоспособности. Запуск производства полупроводниковых изделий ожидается в кратчайшие сроки, нередко еще до полной готовности вспомогательных технических помещений.

Проще говоря, нельзя терять ни минуты. Однако проектирование и создание сложных жидкостных и газовых систем и их прокладка по всему заводу – это трудоемкий процесс, требующий больших усилий и знаний для обеспечения правильного монтажа критически важных компонентов и обеспечения общей целостности системы. Этот процесс особенно сложен, если подрядчики и монтажники не имеют необходимых знаний или подготовки для высоконадежных и герметичных систем.

На фоне глобальной нехватки рабочих в строительстве, изготовленные под заказ готовые узлы для жидкостных и газовых систем помогут решить проблемы монтажа во время строительства и значительно сократить трудозатраты при сборке сложных подсистем. Ищите поставщика, который постарается понять ваши потребности и сможет предоставить готовый и простой в установке узел, изготовленный из высококачественных компонентов. Сэкономленное время позволит намного быстрее ввести в эксплуатацию ваш завод и начать полномасштабный выпуск полупроводников.

2. Более эффективное планирование и проектирование

Жидкостные и газовые системы на микроэлектронном производстве состоят из различных компонентов, включая трубные обжимные фитинги, клапаны, регуляторы, шланги и трубки. Надлежащее планирование систем и их рациональное проектирование, эффективная прокладка трубок и соблюдение других рекомендаций по монтажу могут ускорить ввод системы в эксплуатацию и обеспечить ее надежную работу в течение всего времени существования завода. 

По мере усложнения технологического оборудования и газораспределительных установок, внутренняя трубная обвязка может требовать серьезных ресурсов компании для выполнения проектных и монтажных работ. В этом случае сотрудничество с поставщиком, которые предоставляет готовую подсистему, снова может быть выгодным, поскольку вам не придется выполнять гибку трубок на своем объекте. Итоговая подсистема будет герметичной и готовой к монтажу сразу после доставки.

Кроме того, продуманная жидкостная или газовая система может включать многочисленные изгибы трубок вместо дополнительных фитингов. Уменьшение числа лишних соединений позволит сэкономить на дополнительных деталях при строительстве, а также устранить потенциальные утечки. Производители могут снизить краткосрочные расходы во время строительства, а также общую стоимость владения в течение всего времени работы предприятия, заказав высококачественные компоненты жидкостных и газовых систем и при необходимости обращаясь за поддержкой к экспертам по их проектированию и обслуживанию.

3. Уменьшение общих затрат на протяжении всего срока эксплуатации

Главные приоритеты после ввода полупроводникового производства в эксплуатацию – это максимальная эффективность работы и производительность. Каждый час простоя из-за неисправности газовой или жидкостной системы может стоить миллионов долларов, особенно для производства, рассчитанного на искусственный интеллект, автомобильную электронику и суперкомпьютеры. Приобретение высококачественных компонентов и узлов в начале работы поможет уменьшить потребность в техобслуживании и ремонте в течение всего времени работы предприятия.

Ключевым фактором становится стабильность температурных режимов, особенно для современных материалов, где требуется максимально точный контроль температуры и газораспределения. Однако если шланг для транспортировки хладагента не оснащен надлежащей изоляцией, температура в камере может колебаться, что не позволит достичь максимального объема производства. Правильный выбор (типа и объема) изоляции шлангов с самого начала поможет снизить вероятность возникновения проблем, включая конденсацию, характерную для условий микроэлектронного производства.

Выбор качественных компонентов и грамотно спроектированных систем в начале строительства позволит упростить задачи по техобслуживанию и ремонту и сократить время на их выполнение. Кроме того, это уменьшит частоту замены компонентов и систем. Экономия и сокращение времени простоя помогут сделать завод более производительным и прибыльным в долгосрочной перспективе.

4. Единые стандарты качества во всех странах

Владельцы микроэлектронных предприятий должны часто задумываться над тем, как наилучшим образом воспроизвести стандарты и процессы в различных подразделениях по всему миру, чтобы обеспечить максимальную эффективность производства и соответствие требованиям качества.

Стандартизированные компоненты газовых и жидкостных систем на всех предприятиях могут принести выгоду. Единообразие систем упростит техобслуживание, повысит воспроизводимость методов монтажа и общую безопасность на производстве. Для одновременного соблюдения местных стандартов и календарного графика важны поставщики, которые гарантируют единые спецификации своей продукции по всему миру, своевременную логистику и поддержку на местах. Работа с этими организациями на всех предприятиях может повысить эффективность работы и обеспечить конструкторские решения, способствующие значительному повышению прибыли по всему миру.

5. Повышение производительности и объемов производства

После ввода объекта в эксплуатацию наличие систем, которые обеспечивают стабильный расход, устойчивость к засорению и минимальную необходимость частых остановок, напрямую повышает выход микросхем и эффективность работы оборудования. Надежность производства поможет компании получить или сохранить лидерские позиции в этой высококонкурентной отрасли.

В современном мире снижение выхода полупроводниково продукции всего на 0,5% может означать потерю десятков миллионов долларов в год. Надежность газовых и жидкостных систем с первого дня становится частью вопроса окупаемости инвестиций. Но, как мы уже убедились, приобретение высококачественных деталей, компонентов и подсистем для важнейших жидкостных и газовых систем по всему заводу может обеспечить многочисленные преимущества и снизить общую стоимость владения в течение всего времени работы предприятия.

Небольшие изменения могут снизить расходы на полупроводниковые предприятия

Появление в мире новых полупроводниковых производств и геополитическое давление на ускорение развития внутренних мощностей делают каждое инженерное решение критически важным. Газовые и жидкостные системы высокого качества уже не просто инструмент надежности, а стратегический фактор конкурентоспособности и возврата капитала.

Хотите узнать больше о том, как повысить эффективность и снизить затраты? Компания Swagelok помогает производителям полупроводников проектировать и создавать жидкостные и газовые системы по всему миру. Свяжитесь с нашими специалистами и узнайте, как наши услуги по проектированию, монтажу, и другим специализированным формам поддержки обеспечат строительство вашего нового предприятия.

Решения для сопровождения капитальных проектов