Faites attention à cet espace : comment quelques millimètres peuvent réduire votre empreinte carbone
Pour être honnêtes quant à la réalisation de la neutralité carbone dans une usine de semi-conducteurs, il faut parler de l’énergie gaspillée lors du chauffage des wafers. La plupart des usines utilisent encore des systèmes anciens qui fonctionnent en réalité comme des radiateurs pour le reste de la pièce.
Le passage à des lampes à rayonnement infrarouge à ondes courtes aide beaucoup. Mais il y a un problème : les économies d’énergie dépendent essentiellement d’un seul facteur : l’espace entre le filament de la lampe et le wafer.
La physique de cet espace
On ne peut pas simplement placer une lampe dans un boîtier et s’en tenir là. Si la lampe est trop éloignée, l’énergie est gaspillée sur les parois de la chambre. Mais si elle est trop proche, cela crée des points chauds, ce qui peut endommager les wafers et provoquer des contraintes thermiques.
Il faut donc trouver un « point idéal » en fonction de la puissance de la lampe et de la vitesse à laquelle il faut atteindre la température souhaitée. Un espace plus petit permet à plus d’énergie d’atteindre rapidement le wafer. Cela réduit le temps total pendant lequel l’énergie est consommée, et c’est là que se produisent vraiment les économies d’énergie.
Les compromis (car rien n’est gratuit)
Une densité thermique plus élevée semble intéressante, mais cela a un prix. En réduisant cette distance pour être plus efficace, on exerce une pression importante sur l’enveloppe en quartz de la lampe. Si l’on ne prend pas soin des ventilateurs de refroidissement ou des systèmes de refroidissement par eau, ces lampes s’éteindront beaucoup trop rapidement.
J’ai vu cela arriver de nombreuses fois. Les ingénieurs se concentrent tellement sur les coûts énergétiques qu’ils oublient l’aspect matériel des équipements. Ils finissent par dépenser toutes leurs économies en remplaçant les lampes.
Ce que cela signifie réellement pour vos indicateurs
Économiser quelques secondes par wafer ne semble pas beaucoup. Mais quand on multiplie cela par des milliers de cycles, c’est énorme. En ajustant cette distance et en utilisant des lampes avec une couche de revêtement précise, on réduit le nombre de kilowattheures consommés par wafer. C’est probablement le moyen le plus rapide de réduire son empreinte carbone, sans avoir besoin de réviser toute la chaîne de production.