การลดปริมาณคาร์บอนในขั้นตอนการผลิตชิป: เหตุใดการใช้เทคโนโลยีการ加熱แบบอินฟราเรดจึงได้ผลจริง
การผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์นั้นต้องอาศัยความร้อน แต่วิธีการแบบเดิมนั้นถือว่าสิ้นเปลืองมาก โดยเครื่องทำความร้อนแบบดั้งเดิมจะทำให้อุณหภูมิในห้องผลิตสูงขึ้น ซึ่งทำให้วัสดุทั้งหมดในห้องนั้นร้อนขึ้นด้วย เพียงเพื่อให้วัสดุมีอุณหภูมิที่เหมาะสม มันก็เหมือนกับการทำให้บ้านทั้งหลังร้อนขึ้น เพียงเพื่ออุ่นกาแฟแก้วเดียวเท่านั้น
นั่นคือจุดที่เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดเข้ามามีบทบาท แทนที่จะทำให้อากาศร้อนขึ้น เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรดจะส่งพลังงานไปยังวัสดุโดยตรง
หลักการทางฟิสิกส์ (โดยไม่ต้องอ่านหนังสือเรียน)
เนื่องจากเราทำงานในสภาพสุญญากาศ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถพึ่งพาอากาศในการนำพลังงานไปยังวัสดุได้ เราจึงต้องอาศัยการนำความร้อนและการแผ่รังสีแทน เราได้ปรับแต่งหลอดไฟอินฟราเรดให้ส่งพลังงานในความยาวคลื่นที่สิลิคอนและแกลเลียมไนไตรด์สามารถดูดซับได้จริง
ผลลัพธ์ก็คือ วัสดุจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อเราลดเวลาการรอให้วัสดุร้อนขึ้น เราก็จะไม่สิ้นเปลืองพลังงานโดยเปล่าประโยชน์ นั่นคือการประหยัดพลังงานมากขึ้น
การสร้าง “โรงงานสีเขียว” ให้เป็นจริง
เรามักได้ยินเกี่ยวกับ “นโยบายสีเขียว” กันบ่อย แต่โดยปกติแล้ว นั่นก็เป็นเพียงคำพูดของบริษัทเท่านั้น ในโลกแห่งความเป็นจริง นั่นคือการหยุดการสูญเสียพลังงาน
เตาผิงแบบเดิมก็เหมือนกับแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่ยังคงมีความร้อนอยู่เป็นชั่วโมง แม้ว่าจะไม่มีการใช้งานก็ตาม แต่หลอดไฟอินฟราเรดนั้นแตกต่างออกไป มันสามารถเปิด/ปิดได้ทันที ไม่มีการสิ้นเปลืองพลังงานอีกต่อไป
แต่ก็มีข้อควรระวังอยู่บ้าง นั่นคือเราต้องใช้ภาชนะที่ทำจากควอตซ์คุณภาพสูงเพื่อรักษาความสะอาด แต่เราก็ไม่สามารถเพิ่มกำลังไฟมากเกินไปได้ หากเราให้กำลังไฟมากเกินไปในพื้นที่ขนาดเล็ก ก็จะทำให้เกิดจุดร้อนหรือความเครียดทางอุณหภูมิกับวัสดุได้ เราจึงต้องปรับค่า PID controller เพื่อไม่ให้กำลังไฟมากเกินไป
ข้อเสียและข้อดี
หากเราเปลี่ยนจากเครื่องทำความร้อนแบบเดิมมาใช้เครื่องทำความร้อนแบบอินฟราเรด เราก็จะมีพื้นที่ในการผลิตมากขึ้น และสามารถผลิตชิปได้มากขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องขยายพื้นที่โรงงาน
แต่ก็มีข้อเสียอยู่บ้าง นั่นคือเราต้องมีแหล่งจ่ายไฟที่มีคุณภาพสูง เพื่อให้ระบบสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากระบบไฟฟ้าของเราไม่ดีพอ ก็อาจเกิดปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวนได้ แต่การใช้ตัวกรองสัญญาณที่เหมาะสมก็สามารถแก้ปัญหานี้ได้
เมื่อเราจัดการเรื่องสายไฟได้แล้ว การประหยัดพลังงานก็จะเกิดขึ้นจริง เราไม่เพียงแค่บรรลุเป้าหมายด้าน KPI เท่านั้น แต่ยังช่วยลดปริมาณคาร์บอนที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตได้อีกด้วย