半導體工廠的可靠電力解決方案與配電技術
半導體工廠每小時使用多達 100 兆瓦時的電力
半導體工廠需要大量的能源以支撐其設施運作與製程。大型晶圓廠每小時用電可高達 100 兆瓦時，遠超過多數煉油廠或汽車製造廠的電力需求。隨著產能提升與製程技術更趨複雜，用電需求勢必持續攀升。以最新的極紫外光微影（EUV）技術為例，其耗電量為傳統製程的 10 倍之多。
所有這些電力的可靠性是至關重要的
從原料到成品晶片的過程通常需時 85 天，涵蓋多達 300 道不同的製程。執行這些製程所需的設備包括離子植入機、光微影曝光機、沉積系統、氧化爐、蝕刻機等等。每一項先進的半導體製程皆需仰賴高品質且穩定的電力。無論是瞬間停電或電壓下降，電力異常都可能中斷製程、造成整批晶片報廢。這些停電或電壓驟降可能是由不同的因素造成的。有些問題與基礎建設有關，例如印度電網穩定性不足。也可能因氣候災害等外部因素所致，例如美國曾因極寒天氣停電，導致多座半導體工廠被迫停擺。一次短暫的停電可能危及數月的晶片產能，因為每道製程都會受到影響。停電所造成的損失也非常高昂，通常為數百萬美元，嚴重時甚至可達數千萬美元。強化電力管理、降低突發停機風險，有助於企業減少不可預期的製造損失。
半導體工廠可以搭配未來的配電技術來依靠他們的電力供應
在這個講求「贏家通吃」的半導體產業裡，工廠成敗常取決於毫釐之差。擁有可靠且具韌性的電力，是晶圓廠競爭的關鍵之一，因為電力中斷對成本、製程效率與生產力皆有重大影響。成功的晶圓廠會透過設計完善且具未來擴充能力的配電基礎建設，來確保電力穩定。這些數位化升級的設施，例如，可以放心部署最新的微處理器控制、內建感測器的設備，而這些設備對電力品質的敏感度更高於以往的版本。一旦晶圓廠能仰賴其電網穩定供應高品質電力，就能迅速因應市場需求與產線變動。
不斷電系統（ UPS ）、電力監控與計量，以及可防止突發斷電的數位方案等技術
降低非預期停機風險的方式有很多種。其中最關鍵的一項措施，是部署不斷電系統（ UPS ），以應對各種供電異常。不斷電系統（ UPS ）可確保製程自動化與控制系統持續運作，並維持關鍵基礎設施的電力供應。UPS 能濾除輸入電壓中的異常，例如尖峰、突波、壓降與諧波干擾。為敏感設備與製程提供高品質電力，有助於提升效率、防止短暫供電問題導致設備故障，並保護昂貴設備避免過早損耗。那麼 UPS 是怎麼運作的呢？它能即時偵測市電異常或中斷。其內部電路足夠快速，能即時接手供電，避免後端設備受到影響。UPS 隨即使用電池儲存的電力做為過渡，直到市電恢復或備用發電機（如天然氣或柴油機）啟動以支撐負載。 半導體工廠也可透過電力監控與計量解決方案，提升電力與控制系統的運作效率、連續性、可靠性與安全性。透過電力監控軟體，晶圓廠可掌握整體電網健康狀態與用電效率，據此優化營運表現。精細化的計量架構，能精準掌握廠內各區域的實際用電狀況。舉例來說，這類解決方案能依照 SEMI（國 際半導體設備和材料協會） S23 標準追蹤各製程設備的用電量（kWh），對照節能目標，驗證節能成效是否達標。
一家半導體工廠導入技術解決方案，有效預防停機並即時掌握系統異常
一家年產約 50 萬片晶圓的大型晶片製造與代工廠，便透過這類解決方案來應對其最大電力供應挑戰之一。 該廠需要最大化電力系統的可用性與可靠性，確保超過 1,500 台 OEM 製程設備全天候運轉，並降低電網偏移（grid excursion）。該廠成功結合 UPS 、電力監控軟體與電錶設備來確保電力穩定，並獲取即時資訊。這些解決方案使該晶圓廠能更有效地管理整體設施的能源成本、品質與可靠性。 該半導體工廠最終實現了一個更安全、更可靠與更高效率的電力系統。現在該晶圓廠可取得詳細的分析報告，用以提升電力品質。一旦發生異常，系統會透過簡訊即時發出警示。同時也符合包括 EN 50160 在內的國際電力品質規範。
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