Ridurre le emissioni di carbonio nelle fabbriche di semiconduttori: un modo più intelligente per riscaldare
Se si vuole raggiungere la neutralità carbonica nelle fabbriche di semiconduttori, è necessario considerare il problema del riscaldamento. Di solito è proprio qui che l’energia viene sprecata. I metodi di riscaldamento tradizionali sono inefficienti: sprecano molta energia per riscaldare l’aria intorno alla wafer, oppure richiedono molto tempo per raggiungere la temperatura desiderata.
Abbiamo deciso di risolvere questo problema utilizzando lampade a infrarossi a onde corte rivestite d’oro.
Perché l’oro?
Le lampade al quarzo tradizionali emettono energia in tutte le direzioni e su un ampio spettro di lunghezze d’onda. Questo rende il processo di riscaldamento inefficiente. Aggiungendo uno strato sottile di oro sul quarzo, possiamo far sì che l’energia venga concentrata nei fasci a onde corte. In questo modo il calore raggiunge la superficie della wafer in modo più rapido e intenso. Inoltre, poiché l’oro impedisce all’energia di fuoriuscire dalla parte posteriore della lampada, quasi tutta l’energia viene utilizzata dove serve davvero. Si finisce così per utilizzare meno energia totale, ma la produttività rimane invariata.
I limiti (perché ce ne sono sempre)
Queste lampade sono progettate per adattarsi agli spazi ridotti presenti nelle macchine per la lavorazione delle wafer, ma non possono essere semplicemente collegate e utilizzate subito. È necessario assicurarsi che le fonti di alimentazione abbiano la potenza e la tensione corrette. Altrimenti, le lampade potrebbero danneggiarsi. Inoltre, queste lampade diventano estremamente calde ai loro terminali. Se il sistema di raffreddamento non è sufficientemente efficace, i supporti delle lampade o i circuiti circostanti possono danneggiarsi. È quindi necessario gestire con attenzione questo calore concentrato.
Il quadro generale
Anche se si riescono a ridurre di pochi secondi il tempo necessario per riscaldare una singola wafer, questo sembra poco importante. Tuttavia, in una fabbrica che produce grandi quantità di semiconduttori, si tratta comunque di una grande riduzione delle emissioni di CO2 ogni anno. In sostanza, si tratta di un semplice cambiamento di approccio: invece di cercare di riscaldare l’aria, bisogna riscaldare direttamente il silicio. Così facendo, si ridurrà notevolmente il consumo energetico… e anche l’impatto ambientale.