Reduzindo as emissões de carbono nas fábricas de semicondutores: uma maneira mais eficiente de aquecer
Se você quer alcançar a neutralidade de carbono em uma fábrica de semicondutores, é preciso pensar no problema do calor. Geralmente, é aí que a maior parte da energia acaba sendo desperdiçada. Os métodos tradicionais de aquecimento são ineficientes: eles desperdiçam muita energia para aquecer o ar ao redor da placa de silício, ou demoram muito tempo para atingir a temperatura desejada.
Decidimos resolver esse problema com lâmpadas infravermelhas de onda curta revestidas de ouro.
Por que o ouro?
As lâmpadas padrão de quartzo emitem energia em todas as direções e em um amplo espectro. Isso é ineficiente. Ao adicionar uma fina camada de ouro ao quartzo, conseguimos direcionar a energia para um único ponto. O ouro reflete as ondas de comprimento maior, fazendo com que toda a energia seja direcionada para o espectro de onda curta. Isso resulta em um aquecimento muito mais intenso. O calor atinge a superfície da placa de silício de maneira mais rápida e eficaz. Além disso, como o ouro impede que o calor escape pela parte traseira da lâmpada, quase toda a energia é utilizada exatamente onde é necessária. Assim, você utiliza menos energia total, mas a produtividade permanece a mesma.
A desvantagem (pois sempre há alguma)
Essas lâmpadas foram projetadas para se encaixar nos espaços limitados das ferramentas utilizadas nas fábricas de semicondutores. Mas não basta simplesmente conectá-las ao sistema de alimentação. É preciso garantir que a potência e a tensão fornecidas sejam compatíveis com as necessidades da lâmpada. Caso contrário, ela pode queimar. Além disso, essas lâmpadas ficam extremamente quentes nos terminais. Se o sistema de resfriamento não for adequado, os suportes das lâmpadas ou os circuitos próximos podem ser danificados. É um trade-off: você ganha um aquecimento rápido e uma menor emissão de carbono, mas precisa ter cuidado ao lidar com esse calor concentrado.
O panorama geral
Quando se consegue reduzir alguns segundos no tempo necessário para aquecer uma única placa de silício, parece pouco. Mas em uma fábrica de grande volume, isso representa uma grande economia de CO2 a cada ano. Tudo se resume a uma mudança de mentalidade: pare de tentar aquecer o ar. Aqueça apenas o silício. Sua conta de energia – e o planeta – vão agradecer.