Het verminderen van de CO2-uitstoot in een halfgeleiderfabriek: een slimmere manier om te verwarmen
Als je probeert de koolstofneutraliteit te bereiken in een halfgeleiderfabriek, moet je rekening houden met warmte. Meestal is dit juist waar de meeste energie verdwijnt. Oude verwarmingstechnieken zijn inefficiënt: ze verspillen veel energie aan het opwarmen van de lucht rondom de chip, of het duurt eeuwen voordat de gewenste temperatuur wordt bereikt.
We hebben besloten dit op te lossen door gebruik te maken van goudcoateerde kortgolf-infraroodlampen.
Waarom goud?
Standaard kwartslampen geven energie af in alle richtingen en over een breed bereik van golflengten. Dat is inefficiënt. Door een dunne laag goud op het kwarts toe te voegen, kunnen we de energie beter beheersen. Het goud weerkaatst de langere golflengten en stuurt de energie naar het kortgolffenspectrum. Hierdoor wordt de chip sneller en intensiever opgewarmd. Bovendien voorkomt het goud dat de warmte via de achterkant van de lamp ontsnapt. Hierdoor gaat bijna al de energie precies waar het nodig is. Hierdoor hoef je minder energie te gebruiken, terwijl de productiecapaciteit dezelfde blijft.
De nadelen (want die zijn er altijd)
We ontwerpen deze lampen zodat ze passen in de kleine ruimtes waarin de chips worden verwerkt. Maar je kunt ze niet zomaar gebruiken. Je moet ervoor zorgen dat de stroomvoorziening perfect past bij de benodigde wattage en spanning. Anders kan de lamp beschadigen. Bovendien worden deze lampen enorm heet aan de uiteinden. Als je koelsysteem niet goed genoeg is, kunnen de lamphouders of de omliggende schakelingen beschadigen. Het is een compromis: je hebt snel opwarmen en een lagere CO2-uitstoot, maar je moet goed opletten met het beheer van deze concentratie warmte.
Het grote plaatje
Als je een paar seconden kunt besparen op het opwarmen van één chip, lijkt dat niet veel. Maar in een fabriek waar veel chips worden geproduceerd, leidt dit tot enorme besparingen op CO2 per jaar. Het komt eigenlijk neer op een simpele verandering in denkwijze: probeer niet de lucht op te warmen, maar de siliciumchip zelf. Dan zullen je energierekening en de planeet je bedanken.