Aufbau einer profitableren Halbleiterfabrik

Warum leistungsstarke Fluidsysteme beim Bau neuer Halbleiterfabriken wichtig sind

Masroor Malik, Marktmanager, Halbleiter

Beim Bau einer neuen Halbleiterfertigungsanlage (oder „Fab“) müssen viele Überlegungen angestellt werden, darunter Markteinführungsgeschwindigkeit, Material- und Installationsstandardisierung sowie Kosten. Viele Schätzungen beziffern die Kosten für den Bau einer neuen Fabrik auf über 1 Milliarde US-Dollar. Werte von 3 bis 4 Milliarden US-Dollar sind keine Seltenheit, und einige der größten Fabs können über 10 Milliarden US-Dollar steigen.

Reinräume und die teure Mikrochip-Fertigungsausrüstung machen den Großteil dieser Ausgaben aus, aber die Gesamtbetriebskosten können stark von anderen Systemen und Ausrüstungen in der gesamten Einrichtung beeinflusst werden.

Ein solches Beispiel sind Flüssigkeitsmanagementsysteme, die im Wesentlichen als Kreislaufsystem der Fabrik fungieren, indem sie Flüssigkeiten und Gase bei Bedarf durch die Anlage transportieren. Wenn man sich dem Bau neuer Halbleiterfabriken nähert, gibt es erhebliche Möglichkeiten, zur kurz- und langfristigen Rentabilität der Fabrik beizutragen, indem man hochwertige Fluidsystemkomponenten und -baugruppen spezifiziert und während des Front-End-Engineerings und -Designs eng mit Fluidsystemlieferanten zusammenarbeitet (FEED) Entwicklungsstufe.

Hier sind fünf Möglichkeiten, wie ein sorgfältiger Ansatz bei der Konstruktion und Installation von Fluidsystemen zu einer profitableren Fabrik beitragen kann:

#1. Schnellere, dichte Installation

Der Bau neuer Fabriken ist in der Regel ein Hinweis auf neue Produktionstechnologien und/oder Kapazitätserweiterungen, sodass eine schnelle Markteinführung ein vorrangiges Ziel ist, um der Konkurrenz einen Schritt voraus zu sein. Die Halbleiterfertigung und -produktion soll so bald wie möglich beginnen – in einigen Fällen möglicherweise bevor die gesamte Anlage fertiggestellt ist.

Einfach gesagt, es gibt keine Zeit zu verlieren. Das Entwerfen und Konstruieren komplexer Fluidsysteme und deren Verlegung durch die Fabrik kann jedoch ein zeitaufwändiger Prozess sein, der einen erheblichen Arbeitsaufwand und Fachwissen erfordert, um die entsprechenden Schläuche richtig zu biegen, kritische Komponenten zu installieren und die vollständige Systemintegrität sicherzustellen. Dieser Prozess kann besonders schwierig sein, wenn Auftragnehmer und Installateure nicht über die erforderlichen Kenntnisse oder Schulungen verfügen, um hochzuverlässige, leckdichte Systeme zu montieren.

Maßgeschneiderte und vorgefertigte Fluidsystembaugruppen können dazu beitragen, Installationsprobleme während der Konstruktion zu beseitigen und einen erheblichen Arbeitsaufwand für die Montage komplexer Subsysteme zu vermeiden. Suchen Sie nach einem Lieferanten, der Ihre Anforderungen versteht und eine komplette, einfach zu installierende Baugruppe aus hochwertigen Komponenten liefern kann. Die eingesparte Zeit kann dazu beitragen, dass Ihre Fabrik viel schneller voll betriebsbereit ist und die Halbleiterproduktion in vollem Umfang beginnen kann.

#2. Effizientere Planung und Gestaltung

Fab-Fluidsysteme bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, einschließlich Rohrverschraubungen, Ventilen, Reglern, Schläuchen und Rohren. Eine ordnungsgemäße Systemplanung, ein effizientes Design, eine effektive Rohrführung und andere Best Practices für die Installation können dazu beitragen, dass das System schneller einsatzbereit ist und über die gesamte Lebensdauer der Anlage zuverlässig funktioniert.

Beispielsweise kann ein Subsystem, das eine komplexe Reihe von Rohrrichtungsänderungen erfordert, eine Herausforderung für interne Designer oder Installateure darstellen. Die Zusammenarbeit mit einem Lieferanten, der eine komplette Unterbaugruppe liefert, kann wiederum ein wertvolles Gut sein, da die Rohrbiegungen extern durchgeführt wurden. Das komplette Teilsystem wird einbaufertig und dicht geliefert.

An anderer Stelle kann ein effizient gestaltetes Fluidsystem zahlreiche Rohrkrümmungen enthalten, wo ansonsten zusätzliche Fittings verwendet worden wären. Das Reduzieren unnötiger Verbindungspunkte kann helfen, dem Fabrikbauer Geld für zusätzliche Teile zu sparen, und auch durch das Eliminieren potenzieller Leckstellen. Hersteller können die kurzfristigen Kosten während des Baus sowie die Gesamtbetriebskosten über die Lebensdauer der Anlage senken, indem sie hochwertigere Fluidsystemkomponenten spezifizieren und sich bei Bedarf auf die Unterstützung von Fluidsystemdesign- und Serviceexperten verlassen.

#3. Reduzierte Gesamtlebenszykluskosten

Sobald die Fabrik in Produktion ist, sind Betriebseffizienz und maximierter Durchsatz Prioritäten. Jede Ausfallzeit, die sich aus einem Ausfall des Fluidsystems ergibt, kann einen erheblichen finanziellen Verlust für jede Stunde Produktionsstillstand bedeuten. Die Beschaffung hochwertiger Komponenten und Baugruppen zu Beginn des Prozesses kann dazu beitragen, die Anforderungen für Wartung, Reparatur und Betrieb (MRO) über die Lebensdauer der Anlage zu eliminieren.

Beispielsweise verwenden Fabriken leistungsstarke Kühler, um eine optimale Temperaturstabilität in Herstellungsprozessen aufrechtzuerhalten. Wird ein Kühlmittel-Transportschlauch jedoch nicht mit der richtigen Isolierung ausgestattet, kann es zu Temperaturschwankungen im Werkzeugraum kommen, die eine Herausforderung für die maximale Produktionsleistung darstellen. Die Auswahl der richtigen Art von Isolierung in Schläuchen von Anfang an kann dazu beitragen, die Wahrscheinlichkeit von Problemen zu verringern, einschließlich Kondensation, die in einer Fab-Umgebung üblich ist.

Die Auswahl hochwertiger Komponenten und gut konzipierter Systeme zu Beginn des Baus ermöglicht einfachere und weniger zeitaufwändige MRO-Aktivitäten. Darüber hinaus werden im Laufe der Zeit weniger Komponenten und Anwendungen ausgetauscht werden müssen. Die erzielten Einsparungen und reduzierten Ausfallzeiten können dazu beitragen, dass die Anlage langfristig produktiver – und rentabler – bleibt.

#4. Standardisierte, globale Qualität

Fabrikbesitzer müssen oft überlegen, wie sie Standards und Prozesse am besten über mehrere globale Standorte hinweg replizieren können, um eine maximale Rentabilität der Produktion zu gewährleisten und die Qualitätsanforderungen einzuhalten.

Standardisierte Fluidsystemkomponenten und -anwendungen in allen Einrichtungen können von Vorteil sein. Konsistente Systeme tragen zu einer einfacheren Wartung, einer besseren Kontinuität der Installationstechniken und der allgemeinen Sicherheit des Produktionsbetriebs bei. Die Suche nach Lieferanten mit globalen Baudienstleistungen, einschließlich weltweiter Lieferkettenkapazitäten und lokaler Unterstützung, kann Fabrikbauern dabei helfen, die Gesamtbeschaffungs- und Ausgabenkosten zu senken. Die Zusammenarbeit mit diesen Organisationen in allen Einrichtungen kann zu Effizienzsteigerungen und Designentscheidungen führen, die weltweit zu beträchtlichen Rentabilitätsverbesserungen führen.

#5. Höhere Produktivität und Durchsatzausbeute

Sobald eine Fabrik in Betrieb genommen und in Betrieb genommen wurde, können hochwertige Fluidsysteme, die die Notwendigkeit laufender Wartung und Ausfallzeiten eliminieren, zu einer höheren Produktivität und einer rentablen Chipausbeute beitragen, indem sie Millionen von ununterbrochenen, sauberen Produktionszyklen mit ultrahohem Reinheitsgrad ermöglichen. Produktionszuverlässigkeit kann einem Hersteller helfen, seinen Vorsprung in dieser hart umkämpften Branche zu gewinnen oder zu halten.

Bei der Inbetriebnahme einer neuen Fabrik gehören die Minimierung der Vorabkosten für Komponenten und die Einhaltung ehrgeiziger Bauzeitpläne zu den wichtigsten Zielen eines Bauherrn. Aber wie wir gesehen haben, kann die Beschaffung hochwertiger Teile, Komponenten und Unterbaugruppen für kritische Fluidsysteme in der gesamten Fabrik zu zahlreichen Vorteilen und insgesamt niedrigeren Betriebskosten für die Lebensdauer der Anlage beitragen.

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