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“雙碳”戰(zhàn)略推進下,半導(dǎo)體企業(yè)面臨能耗與環(huán)保的雙重考驗。半導(dǎo)體生產(chǎn)中,工藝冷卻水系統(tǒng)24小時運行,為精密設(shè)備提供恒溫冷卻,換熱后水溫升至30-40℃,這部分余熱常被直接排放或冷卻循環(huán),造成浪費。而水源熱泵技術(shù),能將這份余熱轉(zhuǎn)化為芯片清洗所需熱源,為企業(yè)節(jié)能降本。

半導(dǎo)體制造能耗高,工藝冷卻水(PCW)系統(tǒng)能耗占比不低。冷卻水換熱后穩(wěn)定在30-40℃,傳統(tǒng)模式下余熱未被利用,同時芯片清洗等工序又需大量60-80℃熱水,多依賴電加熱或蒸汽加熱,既耗能又不環(huán)保,這成為企業(yè)降本的關(guān)鍵難題。

據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),半導(dǎo)體廠純水加熱能耗占廠務(wù)總能耗的15%-20%,“余熱浪費”與“加熱耗能”的矛盾,亟待高效解決方案。
水源熱泵技術(shù)恰好破解這一痛點,它無需消耗化石能源,通過能量轉(zhuǎn)換,提取工藝冷卻水中的低品位余熱,轉(zhuǎn)化為清洗所需的高溫?zé)崮埽瑢崿F(xiàn)余熱循環(huán)利用,適配半導(dǎo)體高精密生產(chǎn)需求。
其核心優(yōu)勢十分突出:一是高效節(jié)能,COP值可達4.0左右,消耗1份電能可回收4份余熱,大幅降低加熱能耗;二是溫度精準,可處理30-40℃冷卻水,穩(wěn)定輸出60-80℃熱水,溫度波動控制在±1℃內(nèi),保障生產(chǎn)穩(wěn)定;三是環(huán)保低碳,減少碳排放,助力綠色工廠建設(shè);四是運行穩(wěn)定,維護成本低,適配企業(yè)24小時連續(xù)生產(chǎn)。

實際應(yīng)用中,半導(dǎo)體廠可通過板式換熱器提取冷卻水余熱,經(jīng)水源熱泵提升至55-60℃,輸送至清洗工序,形成“冷卻-余熱回收-清洗加熱”的能源閉環(huán),既利用了余熱,又降低了冷卻系統(tǒng)負荷,一舉多得。

浙江某芯片制造企業(yè)的案例印證了其價值:該企業(yè)清洗、蝕刻工序?qū)λ疁匾髧栏瘢瑐鹘y(tǒng)電加熱能耗高,引入水源熱泵后,清洗水加熱耗電量降至原來的60%,既節(jié)省成本,又提升了芯片良率。

當前,能源成本上漲、環(huán)保要求趨嚴,工藝冷卻水余熱回收成為半導(dǎo)體企業(yè)降本增效的重要舉措。水源熱泵讓余熱“變廢為寶”,為行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制的路徑。
對半導(dǎo)體企業(yè)而言,布局這項技術(shù),既是技術(shù)升級,也是順應(yīng)綠色發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。未來,隨著技術(shù)迭代,其應(yīng)用將更廣泛,助力行業(yè)在節(jié)能降本的道路上穩(wěn)步前行。

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