方寸之間，ABB助力構(gòu)建安全、智慧、綠色科技"芯"標(biāo)桿
北京2024年8月26日 /美通社/ -- 在現(xiàn)代科技的浩瀚星空中，最璀璨的那顆當(dāng)屬半導(dǎo)體。它不僅是支撐現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，更是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵引擎之一。近年來，各國政府紛紛出臺政策法規(guī)支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以中國為例，自2014年印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》，中國頒布了一系列產(chǎn)業(yè)政策，奠定了對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)高度重視與鼓勵發(fā)展的基調(diào)。特別是今年"國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金三期"的成立，標(biāo)志著中國對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的進(jìn)一步深入布局。
作為科技高地，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的演進(jìn)之路需要政策、市場與技術(shù)的共振。基于全面服務(wù)電子與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的豐富實(shí)踐與專業(yè)能力，ABB高安全、高可靠、高性能的工廠電能質(zhì)量與工廠供電解決方案為國家高端制造保駕護(hù)航。
芯片制造場景
半導(dǎo)體行業(yè)"極限挑戰(zhàn)"催生新需求
半導(dǎo)體行業(yè)具有技術(shù)難度高、投資規(guī)模大、產(chǎn)業(yè)鏈長、產(chǎn)品種類多、更新迭代快、下游應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。例如，一顆小小的芯片要?dú)v經(jīng)上千道工序才能將復(fù)雜的電路和數(shù)以百億計的晶體管巧妙地壓縮至方寸之間。而精密的雕刻藝術(shù)背后，每一道工藝流程都是對精度和穩(wěn)定性等方面的"極限挑戰(zhàn)"。時刻脈動在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的電能是破解電子與半導(dǎo)體行業(yè)難題的重要著力點(diǎn)。
半導(dǎo)體行業(yè)的光刻、刻蝕、離子注水等關(guān)鍵工藝段應(yīng)用了大量精密制造設(shè)備，且大部分工藝需要24h不間斷運(yùn)行，因此對供電質(zhì)量和供電連續(xù)性都提出極高的要求。根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 50809《硅集成電路芯片工廠設(shè)計規(guī)范》，硅集成電路芯片工廠用電負(fù)荷為一級負(fù)荷，其意義可見一斑。
實(shí)際生產(chǎn)中，電壓暫降與諧波是影響電能質(zhì)量的兩大"公害"。電壓暫降不但導(dǎo)致原材料大量報廢，產(chǎn)品優(yōu)良率嚴(yán)重下降，還會造成昂貴的關(guān)鍵工藝設(shè)備損毀，給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。半導(dǎo)體工廠中大量非線性負(fù)荷設(shè)備產(chǎn)生的諧波，同樣會導(dǎo)致關(guān)鍵工藝設(shè)備宕機(jī)或運(yùn)行不穩(wěn)，造成產(chǎn)品質(zhì)量波動，并且工廠電網(wǎng)功率因數(shù)低還會帶來制造能耗高，增加電費(fèi)支出。
當(dāng)然，獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)屬性也決定了半導(dǎo)體必然是工業(yè)能耗大戶。全球范圍內(nèi)，"缺電"在某種程度上已成為當(dāng)前制約半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的阻礙之一。在綠色低碳的時代背景下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展與綠色轉(zhuǎn)型的協(xié)同成為行業(yè)新的課題。
芯片應(yīng)用場景
以需求為導(dǎo)向助力產(chǎn)業(yè)破局
在電子與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)躍遷之路上，ABB圍繞電壓暫降、諧波治理與無功補(bǔ)償、關(guān)鍵電源、可靠供電、綠色低碳5大行業(yè)需求，按下產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的加速鍵。
電壓暫降
針對半導(dǎo)體行業(yè)工藝段、工藝設(shè)備、廠務(wù)動力、工廠變電站等不同應(yīng)用場景的低壓配電系統(tǒng)電壓波動問題，ABB的PCS100 AVC-40動態(tài)電壓調(diào)節(jié)方案，HiPerGuard MV UPS中壓不間斷電源方案，M4M40(S級)、M4M50(A級) 高端電能質(zhì)量分析儀等可以從208V~480V到24kV電壓等級范圍內(nèi)快速、精確的補(bǔ)償電壓暫降和暫升、并實(shí)現(xiàn)連續(xù)的電壓調(diào)節(jié)，穩(wěn)定內(nèi)外網(wǎng)電壓，保護(hù)關(guān)鍵工藝設(shè)備免受電壓擾動的影響，提升半導(dǎo)體制造的安全可靠性，提高產(chǎn)品優(yōu)良品和工廠產(chǎn)能。
諧波治理與無功補(bǔ)償
面對電子與半導(dǎo)體行業(yè)中各種負(fù)載導(dǎo)致的電能質(zhì)量問題，ABB的破解之道是SmartPQF、SmartPQS和RCR-7%"組合拳"。
SmartPQF和SmartPQS方案集成了諧波治理、雙向連續(xù)無功補(bǔ)償、負(fù)載平衡、穩(wěn)定電壓四大電能質(zhì)量功能，有效降低了設(shè)備投資成本。產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計，根據(jù)不同需求可靈活組合配置，濾波和補(bǔ)償響應(yīng)速度更快，閉環(huán)控制濾波更徹底、效率更高。RCR-7%串聯(lián)電抗器無功補(bǔ)償方案配套電容器≤1000V，全面滿足多種電壓等級的需求，電容器采用蛭石填充，降低了工廠火災(zāi)風(fēng)險。
關(guān)鍵電源
電子與半導(dǎo)體關(guān)鍵工藝段配電包含三個主要環(huán)節(jié)：低壓總進(jìn)線與聯(lián)絡(luò)，饋線側(cè)的雙電源轉(zhuǎn)換和關(guān)鍵工藝設(shè)備前端的UPS。針對上述環(huán)節(jié)，ABB分別部署了全新雙電源轉(zhuǎn)換技術(shù)Emax 2 Harness兩進(jìn)線一母聯(lián)雙電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，饋線側(cè)采用TruOne?一體式模塊化快速自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，關(guān)鍵工藝設(shè)備前端配置DPA分散式并聯(lián)架構(gòu)的不間斷電源。優(yōu)異的輸出性能和關(guān)鍵電源保護(hù)，為關(guān)鍵工藝設(shè)備提供更高的可靠性、安全性和高效性。
可靠供電
大型電子與半導(dǎo)體工廠的負(fù)荷容量巨大，通常需要設(shè)置一個220kV或110kV變電站，兩路電源線供電，生產(chǎn)工藝和動力用電設(shè)備配備用電源，生產(chǎn)工藝和動力用電核心設(shè)備應(yīng)設(shè)UPS。
ABB UniGear ZS1開關(guān)柜可以提供24kV和12kV的解決方案，為半導(dǎo)體工廠量身打造，配合PGS600和DAAS方案，有效提升半導(dǎo)體工廠的供電可靠性水平。UniGear ZS1 可以提供最窄500 mm 寬中置柜，帶可抽出式斷路器，減少占地面積，實(shí)現(xiàn)了包括溫升、動作、位置和環(huán)境等全面狀態(tài)感知。智能閉鎖系統(tǒng)、一二次融合的嵌入式設(shè)計使開關(guān)柜的使用更安全；模塊化主機(jī)，圖形化的人機(jī)界面為客戶帶來便利性；先進(jìn)的傳感器技術(shù)和邊緣計算能力，配合 ABB資產(chǎn)健康管理平臺，幫助客戶實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)保值。
MNS Digital數(shù)字化低壓開關(guān)柜，傳承 MNS?系統(tǒng)領(lǐng)先的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和制作工藝，并融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能傳感器，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制和設(shè)定，提供詳細(xì)的故障診斷和事件日志，幫助用戶進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析；可提前預(yù)警設(shè)備故障，實(shí)現(xiàn)前瞻性維護(hù)，確保安全、可靠、持續(xù)的用電需求。7x24小時的安全、連續(xù)生產(chǎn)，對于半導(dǎo)體行業(yè)的用戶是至關(guān)重要的。 MNS Digital 的數(shù)字化開關(guān)柜延續(xù)并發(fā)展了MNS?的安全可靠性，能夠為客戶提供更可靠的連續(xù)供電，確保操作人員更高的人身安全。
WavePro及Lmax系列低壓密集型母線槽，是低壓配電系統(tǒng)中用于傳輸電能、分配電能的一種成套設(shè)備，具有電能損耗小、載流能力大、防護(hù)等級高、分配電能方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，適配半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)對電流負(fù)荷的有效控制，為供電安全提供保障。
ABB電氣安裝類產(chǎn)品重點(diǎn)關(guān)注和解決電氣施工環(huán)節(jié)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和易出事故點(diǎn)，通過優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計、提高產(chǎn)品品質(zhì)、簡化現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)等來提高電氣施工的效率，降低事故率，從而提高電氣系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
綠色低碳
減碳是一項上下求索的復(fù)雜工程，漫漫征途上，ABB以數(shù)字化為錨探尋出綠色低碳發(fā)展的更優(yōu)解。
ABB Ability零碳工廠與工業(yè)園區(qū)智慧能源管理方案，是零碳工廠與工業(yè)園區(qū)能源系統(tǒng)"指揮家"，賦能以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建，提高工廠與工業(yè)園區(qū)可再生能源的消納率，打造綠色高效、柔性開放的新型工業(yè)園區(qū)和工廠基礎(chǔ)設(shè)施。
ABB Ability低壓配電數(shù)字化方案采用多項創(chuàng)新的數(shù)字配電技術(shù)，以全新的方式實(shí)時監(jiān)測、精準(zhǔn)操控、主動預(yù)測、智慧運(yùn)維和資產(chǎn)全生命周期管理，為電子與半導(dǎo)體行業(yè)提供智慧、高效、可靠、低碳的動力保障。
ABB Ability智慧工業(yè)建筑控制方案，通過數(shù)字化技術(shù)提升廠房潔凈區(qū)的控制水平，增強(qiáng)工建的智慧管理能力，不但提供甲級寫字樓星級式的辦公和生產(chǎn)服務(wù)，而且可以實(shí)現(xiàn)工建的零碳化。
創(chuàng)新合作打造產(chǎn)業(yè)鏈新標(biāo)桿
在科技日新月異的時代，半導(dǎo)體行業(yè)始終站在創(chuàng)新的最前沿，引領(lǐng)著全球變革的方向。ABB Ability創(chuàng)新的數(shù)字化技術(shù)可以為高端科技工廠構(gòu)建一體化的管理平臺，實(shí)現(xiàn)工廠能源柔性管理，全生命周期的設(shè)備資產(chǎn)健康管理。ABB全面的解決方案涵蓋半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的光伏硅片、分立器件、液晶面板、集成電路等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為產(chǎn)業(yè)注入安全可靠、智慧高效、綠色低碳的新動能。
碳化硅（SiC）作為目前第三代半導(dǎo)體材料中成熟商用材料的典型代表，以其優(yōu)越的性能再次掀起風(fēng)潮。廣州某半導(dǎo)體技術(shù)公司碳化硅項目應(yīng)用的電氣設(shè)備品種多、數(shù)量大，生產(chǎn)過程中設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性成為影響晶體品質(zhì)的重要因素。
ABB配電系統(tǒng)智慧解決方案以ZEE600 智慧配電管理方案與MNS 低壓開關(guān)柜數(shù)字化方案為核心，邊緣側(cè)部署ZEE600系統(tǒng)具有完善的數(shù)據(jù)庫管理等功能，實(shí)現(xiàn)了中低壓開關(guān)柜設(shè)備統(tǒng)一集中式智慧管理，協(xié)助客戶實(shí)現(xiàn)安全、可靠、可持續(xù)的智慧高效運(yùn)維。全系列ABB中低壓配電方案在保證供電連續(xù)性及安全性的前提下，未來廠區(qū)即使擴(kuò)建或產(chǎn)能提升，仍能做到全生命周期的效益較大化。
OPPO（重慶）智能生態(tài)科技園總規(guī)劃建筑面積133萬m2，是一座集智能終端、智能硬件、軟件、云服務(wù)及增值服務(wù)等研發(fā)、生產(chǎn)于一體的研發(fā)制造基地，也是重慶構(gòu)建智能產(chǎn)業(yè)"芯屏器核網(wǎng)"全產(chǎn)業(yè)鏈、打造全球最大的智能終端生產(chǎn)基地的重要支撐。
面對供電與運(yùn)維的雙重需求，ABB Ability EAM智能配電控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)園區(qū)配電數(shù)字化監(jiān)測及智慧運(yùn)維，并自動向運(yùn)維人員推送告警信息，實(shí)現(xiàn)本地+移動端運(yùn)維管理的新模式，節(jié)省管理成本，助力配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)運(yùn)維向智慧運(yùn)維的全面升級。科學(xué)用電管理及高效運(yùn)維，賦能科技園區(qū)綠色低碳化發(fā)展。
保障高端制造的高可靠、高安全、高效率、低碳化與降成本，與全生命周期的電氣服務(wù)密切相關(guān)。ABB PowerCare無憂服務(wù)基于專屬管家和智慧運(yùn)維服務(wù)平臺為用戶提供專業(yè)的設(shè)備全生命周期管理服務(wù)，包含無憂管家、無憂運(yùn)維和無憂系統(tǒng)等功能模塊。專屬管家、原廠服務(wù)，協(xié)助制訂全生命周期運(yùn)維計劃，助力安全可靠的電力供應(yīng)；通過數(shù)字化工具，分析電能質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)原因并提供改進(jìn)建議，保障電力系統(tǒng)電能質(zhì)量水平；通過掌握電氣設(shè)備的最新運(yùn)行參數(shù)和變化趨勢、了解整體的能耗情況，幫助用戶進(jìn)行合理、有效的能源管理，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、綠色低碳及可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合ABB Advisory咨詢服務(wù)提供的設(shè)備安全評估、系統(tǒng)分析優(yōu)化、可持續(xù)咨詢等專業(yè)咨詢服務(wù)，助力客戶打造互聯(lián)互通、智慧可靠、綠色可持續(xù)的配電系統(tǒng)，為高端制造保駕護(hù)航。
伴隨AI科技革命的縱深推進(jìn)，以及自動駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算、大數(shù)據(jù)等多重因素助力，電子與半導(dǎo)體行業(yè)正迎來嶄新的戰(zhàn)略機(jī)遇。產(chǎn)業(yè)提速的背后，更復(fù)雜的功能，更高的安全性，更快速的交付，更低的能耗與成本，仍是尚未滿足的迫切需求。ABB深耕產(chǎn)業(yè)多年，始終以科技創(chuàng)新為核心，助力電子與半導(dǎo)體行業(yè)的綠色高質(zhì)量發(fā)展。站在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新起點(diǎn)，ABB將繼續(xù)與產(chǎn)業(yè)需求同頻，用合作、創(chuàng)新譜寫行業(yè)發(fā)展的絢麗新篇。
