کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: جادوی لامپهای مادون قرمز پوشیده شده با طلا
اگر میخواهید فعالیتهای خود در کارخانههای تولید نیمههادی را سبزتر کنید، باید از مسئله گرما شروع کنید. روشهای قدیمی گرمایش، در واقع هدردادن انرژی است؛ مانند اینکه بخواهیم یک تکه غذا را گرم کنیم، اما کل آشپزخانه را گرم کنیم.
به همین دلیل، از لامپهای مادون قرمز پوشیده شده با طلا استفاده میکنیم. این لامپها، گرمای لازم برای فرآوری ویفرها را فراهم میکنند، بدون اینکه نیمی از انرژی صرف هدر برود.
چرا طلا؟
لولههای کوارتز معمولی هم مناسب هستند، اما انرژی را به همه جا میفرستند. برای حل این مشکل، لایه نازکی از طلا روی سطح لولهها قرار میدهیم.
میتوان آن را مانند یک آینه برای گرما در نظر گرفت؛ طلا انرژی را دوباره به سمت هدف بازتاب میدهد. در نتیجه، تابش گرما متمرکز میشود و دما نیز به سرعت افزایش مییابد.
بهترین بخش این است که بدنه ماشین شما به یک فر تبدیل نمیشود؛ چون گرما متمرکز است، فنهای خنککننده نیازی نیست با حداکثر توان کار کنند. این روش، سازه را ساکتتر و خنکتر میکند؛ همچنین عملکرد ماشین را بهتر میکند.
ترفند “لولههای دوگانه”
ما فقط از یک لوله استفاده نمیکنیم؛ بلکه از دو لوله استفاده میکنیم. این کار، سطح تماس با گرما را دوبرابر میکند، بدون اینکه فضای بیشتری اشغال شود.
این روش، امکان استفاده از توان بالاتر را فراهم میکند، بدون اینکه نگران سوختن لولهها به دلیل نقاط گرم شدید باشیم. در اتاقهای استریل، این موضوع بسیار مهم است؛ چون گرما به طور یکنواخت روی ویفرها تأثیر میگذارد. هیچ نقطه سردی وجود ندارد.
اما یک نکته مهم: باید مراقب منبع تغذیه باشید؛ وقتی از توان بالایی استفاده میکنید، سیمها تحت فشار قرار میگیرند. اگر ترمینالها مناسب نباشند، ولتاژ کاهش مییابد و در نتیجه، یکنواختی گرما نیز از بین میرود.
سبزتر کردن کارخانه
پیروزی واقعی این است که با جایگزینی گرمایشهای مقاومتی قدیمی با این سیستمهای مادون قرمز، زمان گرم شدن ماشینها از دقایق به ثانیهها کاهش مییابد.
این کار، مصرف انرژی در هر ویفر را به شدت کاهش میدهد.
ما این سیستمها را به گونهای طراحی کردهایم که بتوان آنها را به جای لولههای قدیمی استفاده کرد؛ نیازی نیست ماشینها را تخریب کنید یا هزینه زیادی برای بازسازی صرف کنید. کافی است لولههای جدید را جایگزین کنید؛ انرژی را دقیقاً در جایی که ویفر قرار دارد، تمرکز کنید، و دیگر نیازی نیست برای گرمایی که استفاده نمیشود، پول پرداخت کنید.