کاهش میزان کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: روشی هوشمندانه برای گرم کردن
اگر قصد دارید کارخانهی تولید نیمههادی خود را به حالت بیکربن برسانید، باید دربارهی مسئلهی گرما صحبت کنید. معمولاً انرژی زیادی در این فرآیند هدر میرود. روشهای سنتی گرم کردن، ناکارآمد هستند؛ زیرا انرژی زیادی را صرف گرم کردن هوای اطراف ویفر میکنند، یا زمان زیادی برای رسیدن به دمای مورد نظر لازم دارند.
ما تصمیم گرفتیم این مشکل را با استفاده از لامپهای مادون قرمز با پوشش طلا برطرف کنیم.
چرا طلا؟
در واقع، لامپهای کوارتز معمولی، انرژی را در تمام جهات و در طیطف وسیعی پراکنده میکنند؛ این کار باعث هدررفت انرژی میشود. با اضافه کردن لایهی نازکی از طلا به کوارتز، میتوانیم انرژی را در مسیر مورد نظر هدایت کنیم. طلا، طول موجهای بلندتر را منعکس کرده و انرژی را به سمت طیطف مادون قرمز هدایت میکند. این روش، گرمای بیشتری را به سطح ویفر منتقل میکند؛ علاوه بر این، طلا مانع از خروج گرما از پشت لامپ میشود، بنابراین تقریباً تمام انرژی در جای درست خود استفاده میشود. در نتیجه، میزان انرژی مصرفی کاهش مییابد، اما سرعت تولید همانطور باقی میماند.
مشکلات احتمالی
ما این لامپها را طوری طراحی کردهایم که بتوانند در فضاهای کوچک کارخانههای تولید نیمههادی جا شوند، اما نمیتوان آنها را به سادگی استفاده کرد. باید مطمئن شد که منبع تغذیه، ولتاژ و توان لامپ را به خوبی تأمین کند؛ در غیر این صورت، لامپ خراب خواهد شد. همچنین، این لامپها در نوکهایشان بسیار داغ میشوند؛ اگر سیستم خنککننده کافی نباشد، لامپ یا مدارهای اطراف آن خراب خواهد شد. این یک تعادل است؛ شما گرمای بیشتری دریافت میکنید، اما باید مراقب مدیریت این گرما باشید.
نتیجه نهایی
اگر بتوانید چند ثانیه از زمان لازم برای رسیدن به دمای مورد نظر برای هر ویفر کاهش دهید، شاید این کار چندان مهم به نظر نرسد؛ اما در کارخانههایی با تولید حجیم، این کاهش میتواند منجر به صرفهجویی چشمگیری در مصرف CO2 شود. در واقع، موضوع اصلی، تغییر نگرش است؛ دیگر نیازی نیست سعی کنیم هوا را گرم کنیم؛ کافی است سیلیکون را گرم کنیم. این کار باعث کاهش هزینههای انرژی و کمک به محیط زیست خواهد شد.