Construire une usine de semi-conducteurs plus rentable

Pourquoi les systèmes de fluides hautes performances sont importants dans la construction de nouvelles usines de fabrication de semi-conducteurs

Masroor Malik, chef de marché, semi-conducteur

Lors de la construction d'une nouvelle usine de fabrication de semi-conducteurs (ou "fab"), il y a de nombreuses considérations, y compris la vitesse de mise sur le marché, la normalisation des matériaux et de l'installation, et le coût. De nombreuses estimations évaluent le coût de la construction d'une nouvelle usine à plus d'un milliard de dollars. Des valeurs aussi élevées que 3 à 4 milliards de dollars ne sont pas rares, et certaines des plus grandes fabs peuvent dépasser les 10 milliards de dollars.

Les salles blanches et les équipements coûteux de fabrication de micropuces représentent l'essentiel de ces dépenses, mais le coût total de possession peut être fortement influencé par d'autres systèmes et équipements dans l'ensemble de l'installation.

Les systèmes de gestion des fluides, qui fonctionnent essentiellement comme le système circulatoire de la fab en transportant les liquides et les gaz là où cela est nécessaire dans toute l'installation, en sont un exemple. À l'approche de la construction d'une nouvelle usine de semi-conducteurs, il existe une opportunité importante de contribuer à la rentabilité à court et à long terme de l'usine en spécifiant des composants et des assemblages de systèmes de fluides de haute qualité et en travaillant en étroite collaboration avec les fournisseurs de systèmes de fluides pendant l'ingénierie et la conception initiales. (FEED) stade de développement.

Voici cinq façons d'adopter une approche prudente de la conception et de l'installation des systèmes de fluides pour contribuer à une usine plus rentable :

#1. Installation plus rapide et étanche

La construction d'une nouvelle usine de fabrication est généralement révélatrice d'une nouvelle technologie de production et/ou d'une expansion de la capacité, faisant de la rapidité de mise sur le marché un objectif principal pour garder une longueur d'avance sur la concurrence. La fabrication et la production de semi-conducteurs devraient commencer dès que possible, dans certains cas, peut-être avant que l'ensemble de l'installation ne soit terminée.

En termes simples, il n'y a pas de temps à perdre. Mais la conception et la construction de systèmes de fluides complexes et leur acheminement dans l'usine peuvent être un processus chronophage, impliquant une quantité importante de travail et d'expertise pour plier correctement les tubes appropriés, installer les composants critiques et assurer l'intégrité totale du système. Ce processus peut être particulièrement difficile si les entrepreneurs et les installateurs n'ont pas les connaissances ou la formation nécessaires pour assembler des systèmes étanches hautement fiables.

Les assemblages de systèmes de fluides conçus sur mesure et préfabriqués peuvent aider à éliminer les problèmes d'installation pendant la construction et à supprimer une quantité importante de main-d'œuvre impliquée dans l'assemblage de sous-systèmes complexes. Recherchez un fournisseur qui s'efforcera de comprendre vos besoins et qui pourra fournir un assemblage complet et facile à installer, composé de composants de haute qualité. Le temps gagné peut aider votre usine à devenir pleinement opérationnelle beaucoup plus rapidement, permettant ainsi de commencer la production de semi-conducteurs à grande échelle.

#2. Planification et conception plus efficaces

Les systèmes de fluides Fab sont composés d'une variété de composants, y compris des raccords de tube, des vannes, des régulateurs, des tuyaux et des tubes. Une bonne planification du système, une conception efficace, un acheminement efficace des tubes et d'autres meilleures pratiques d'installation peuvent aider à contribuer à un système qui est opérationnel plus rapidement et qui pourra fonctionner de manière fiable pendant toute la durée de vie de l'installation.

Par exemple, un sous-système qui nécessite une série complexe de changements de direction de tubes peut poser un défi aux concepteurs ou installateurs internes. Travailler avec un fournisseur qui fournit un sous-ensemble complet peut encore une fois être un atout précieux, car les cintrages de tubes auront été effectués hors site. Le sous-système complet sera prêt à être installé et étanche à la livraison.

Ailleurs, un système de fluide conçu de manière efficace peut incorporer de nombreux coudes de tube où des raccords supplémentaires peuvent avoir été utilisés autrement. La réduction des points de connexion inutiles peut aider le constructeur de fabrication à économiser de l'argent sur des pièces supplémentaires, et également en éliminant les points de fuite potentiels. Les fabricants peuvent réduire les coûts à court terme pendant la construction, ainsi que le coût total de possession sur la durée de vie de l'installation, en spécifiant des composants de système de fluide de meilleure qualité et en s'appuyant sur des experts en conception de système de fluide et en service pour une assistance si nécessaire.

#3. Réduction des coûts totaux du cycle de vie

Une fois que la fab est en production, l'efficacité opérationnelle et la maximisation du débit sont des priorités. Tout temps d'arrêt résultant d'une défaillance du système de fluide peut signifier une perte financière importante pour chaque heure de production qui doit être arrêtée. L'approvisionnement en composants et assemblages de haute qualité au début du processus peut contribuer à éliminer les exigences de maintenance, de réparation et d'exploitation (MRO) tout au long de la durée de vie de l'installation.

Par exemple, les fabs utilisent des refroidisseurs puissants pour maintenir une stabilité de température optimale dans les processus de fabrication. Cependant, si un tuyau de transport de liquide de refroidissement n'est pas équipé de l'isolation appropriée, les températures dans la chambre de l'outil peuvent fluctuer, ce qui représente un défi pour la production maximale. La sélection du bon type d'isolation dans les tuyaux dès le départ peut aider à réduire la probabilité de tout problème, y compris la condensation, qui est courante dans un environnement de fabrication.

Le choix de composants de haute qualité et de systèmes bien conçus dès le début de la construction permettra des activités MRO plus faciles et moins chronophages. De plus, moins de remplacements de composants et d'applications nécessaires seront nécessaires au fil du temps. Les économies et la réduction des temps d'arrêt réalisées peuvent aider l'installation à rester plus productive et plus rentable à long terme.

#4. Qualité globale standardisée

Les propriétaires de Fab doivent souvent réfléchir à la meilleure façon de reproduire les normes et les processus sur plusieurs sites mondiaux pour assurer une viabilité de production maximale et maintenir les exigences de qualité.

Des composants et des applications de systèmes de fluides normalisés dans toutes les installations peuvent être bénéfiques. Des systèmes cohérents contribueront à une maintenance plus facile, à une meilleure continuité des techniques d'installation et à la sécurité globale des opérations de production. Trouver des fournisseurs avec des services de construction mondiaux, y compris des capacités de chaîne d'approvisionnement mondiales et une assistance locale peut aider les constructeurs de fabs à réduire les coûts globaux d'approvisionnement et de dépenses. Travailler avec ces organisations à travers les installations peut conduire à des gains d'efficacité et à des choix de conception qui se traduisent par des améliorations considérables de la rentabilité dans le monde entier.

#5. Augmentation de la productivité et du rendement

Une fois qu'une usine de fabrication est mise en service et opérationnelle, des systèmes de fluides de haute qualité qui éliminent le besoin de maintenance et de temps d'arrêt continus peuvent contribuer à des niveaux de productivité plus élevés et à un rendement de puces viable en fournissant des millions de cycles de production propres ininterrompus et d'un niveau de pureté ultra élevé. La fiabilité de la production peut aider un producteur à gagner ou à conserver son avantage dans cette industrie hautement concurrentielle.

Lors de la mise en service d'une nouvelle usine, minimiser les coûts initiaux des composants tout en respectant des délais de construction ambitieux sont parmi les objectifs les plus importants pour un constructeur. Mais comme nous l'avons vu, l'approvisionnement en pièces, composants et sous-ensembles de qualité supérieure pour les systèmes de fluides critiques dans l'ensemble de l'usine peut contribuer à de nombreux avantages et à un coût global de possession inférieur pour la durée de vie de l'installation.

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