Maximiser la rentabilité dans la construction d'usines de semi-conducteurs : le rôle crucial des systèmes fluides avancés

Pourquoi les systèmes fluides performants sont essentiels dans la construction de nouvelles usines de semi-conducteurs

Masroor Malik, Responsable marché, Semi-conducteurs

Lors de la construction d'une nouvelle usine de fabrication de semi-conducteurs (ou « fab »), de nombreux facteurs entrent en jeu : rapidité de mise sur le marché, standardisation des matériaux et de l'installation, et coût. De nombreuses estimations situent le coût de construction d'une nouvelle fab au-delà d'un milliard de dollars. Des valeurs de 3 à 4 milliards ne sont pas rares, et certaines des plus grandes fabs peuvent dépasser 10 milliards.

Les salles blanches et les équipements de fabrication de puces onéreux constituent la majeure partie de ces dépenses, mais le coût total de possession peut être fortement influencé par d'autres systèmes et équipements dans l'installation.

Les systèmes de gestion des fluides, qui fonctionnent essentiellement comme le système circulatoire de la fab en transportant liquides et gaz là où ils sont nécessaires, en sont un exemple. Lors de l'approche d'une nouvelle construction de fab à semi-conducteurs, il existe une opportunité significative de contribuer à la rentabilité à court et long terme en spécifiant des composants et assemblages de systèmes fluides de haute qualité, et en collaborant étroitement avec les fournisseurs de systèmes fluides dès la phase d'ingénierie et de conception préliminaires (FEED).

Voici cinq façons dont une approche soignée de la conception et de l'installation des systèmes fluides peut contribuer à une fab plus rentable :

#1. Installation plus rapide et étanche

La construction d'une nouvelle fab indique généralement une nouvelle technologie de production et/ou une expansion de capacité, faisant de la rapidité de mise sur le marché un objectif principal pour devancer la concurrence. La fabrication et la production de semi-conducteurs doivent commencer le plus tôt possible — dans certains cas, avant même que l'installation entière ne soit terminée.

En bref, il n'y a pas de temps à perdre. Mais la conception et la construction de systèmes fluides complexes et leur routage dans toute la fab peut être un processus chronophage, impliquant beaucoup de main-d'œuvre et d'expertise pour cintrer 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 installateurs n'ont pas les connaissances ou la formation adéquates pour assembler des systèmes hautement fiables et étanches.

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

#2. Planification et conception plus efficaces

Les systèmes fluides d'une fab comprennent divers composants : raccords tubulaires, vannes, régulateurs, flexibles et tubes. Une planification système appropriée, une conception efficace, un routage de tubes efficace et d'autres bonnes pratiques d'installation peuvent contribuer à un système opérationnel plus rapidement et capable de fonctionner de façon fiable pendant toute la durée de vie de l'installation.

Par exemple, un sous-système nécessitant une série complexe de changements de direction des tubes peut poser un défi aux concepteurs ou installateurs internes. Collaborer avec un fournisseur qui fournit un sous-assemblage complet peut à nouveau être un atout précieux, les cintrages de tubes ayant été réalisés hors site. Le sous-système complet sera prêt à installer et étanche à la livraison.

Ailleurs, un système fluide efficacement conçu peut incorporer de nombreux cintrages de tubes là où des raccords supplémentaires auraient été utilisés autrement. Réduire les points de connexion inutiles permet d'économiser sur les pièces supplémentaires et d'éliminer des 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 vie de l'installation, en spécifiant des composants de systèmes fluides de haute qualité et en s'appuyant sur des experts en conception et service de systèmes fluides là où c'est nécessaire.

#3. Coûts du cycle de vie total réduits

Une fois la fab en production, l'efficacité opérationnelle et le débit maximisé sont prioritaires. Tout arrêt résultant d'une défaillance du système fluide peut signifier une perte financière significative pour chaque heure d'arrêt de la production. S'approvisionner en composants et assemblages de haute qualité dès le début du processus peut aider à éliminer les besoins en maintenance, réparation et opérations (MRO) sur la vie de l'installation.

Par exemple, les fabs utilisent des groupes de refroidissement puissants pour maintenir une stabilité thermique optimale dans les processus de fabrication. Cependant, si un flexible de transport de fluide de refroidissement n'est pas doté de l'isolation appropriée, les températures dans la chambre de l'outil peuvent fluctuer, posant un défi à la production maximale. Choisir le bon type d'isolation dans les flexibles dès le départ peut aider à réduire la probabilité de problèmes, y compris la condensation, fréquente dans l'environnement d'une fab.

Choisir des composants de haute qualité et des 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 seront nécessaires au fil du temps. Les économies et la réduction des temps d'arrêt ainsi réalisées peuvent aider l'installation à rester plus productive — et plus rentable — à long terme.

#4. Qualité standardisée à l'échelle mondiale

Les propriétaires de fabs doivent souvent considérer comment reproduire au mieux les standards et processus sur plusieurs sites mondiaux pour assurer une viabilité de production maximale et maintenir les exigences de qualité.

Des composants et applications de systèmes fluides standardisés dans toutes les installations peuvent être bénéfiques. Des systèmes cohérents contribueront à une maintenance plus facile, une meilleure continuité des techniques d'installation et une sécurité globale des opérations de production. Trouver des fournisseurs avec des services de construction mondiaux, incluant des capacités de chaîne d'approvisionnement mondiale et un support local, peut aider les constructeurs de fabs à réduire les coûts globaux d'approvisionnement et de dépenses. Travailler avec ces organisations sur plusieurs sites peut mener à des efficacités et des choix de conception générant d'importantes améliorations de rentabilité dans le monde entier.

#5. Productivité et rendement de throughput accrus

Une fois une fab mise en service et opérationnelle, des systèmes fluides de haute qualité éliminant le besoin de maintenance continue et d'arrêts peuvent contribuer à des niveaux plus élevés de productivité et de rendement de puces viables en fournissant des millions de cycles de production ininterrompus, d'une pureté ultra-élevée et propres. La fiabilité de la production peut aider un producteur à gagner ou maintenir son avantage dans cette industrie hautement concurrentielle.

Lors de la mise en service d'une nouvelle fab, minimiser les coûts initiaux des composants tout en respectant des délais de construction ambitieux figurent parmi les objectifs les plus importants pour un constructeur. Mais comme nous l'avons vu, s'approvisionner en pièces, composants et sous-assemblages de haute qualité pour les systèmes fluides critiques dans toute la fab peut contribuer à de nombreux avantages et à un coût total de possession globalement inférieur pour la durée de vie de l'installation.

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