Het verminderen van de koolstofuitstoot in chipfabrieken: de waarheid over infraroodverwarming
Laten we eerlijk zijn: halfgeleidertechnologie vereist enorm veel energie. Als je kijkt naar de koolstofvoetafdruk van een chipfabriek, blijkt dat het grootste deel van de energieverbruik plaatsvindt in het thermische proces. Jarenlang hebben we de hele vacuümkamer opgewarmd, alsof het om een enorme oven ging. Dat is net alsof je je hele huis opwarmt alleen maar om één stukje pizza op te warmen.
Het gebruik van gerichte infraroodlampen verandert dit. In plaats van alles op te warmen, wordt de warmte precies daar toegepast waar de chip het nodig heeft.
Waarom infrarood werkt
Het komt neer op kortegolflange infraroodlampen. Deze lampen werken zeer snel. Ze raken de oppervlakte van de chip meteen nadat je de sterkte van het licht hebt aangepast. Omdat je geen gebruik maakt van convectie, vindt er een directe energieoverdracht plaats. Er is geen sprake meer van verspilling van energie terwijl je wacht tot de kamertemperatuur het gewenste niveau bereikt heeft. De tijd die nodig is om de apparatuur op temperatuur te brengen, verdwijnt daardoor.
Het nadeel (want er is altijd wel een nadeel)
Hoge-stroom infraroodlampen genereren veel warmte. Deze warmtedichtheid is goed voor de chip, maar het vormt een probleem voor de behuizing van de apparatuur. Als je te veel energie door deze lampen laat gaan, wordt de omringende hardware beschadigd. Je moet dus goed opletten met de koelingssystemen. Als de koelingssystemen de overtollige warmte niet kunnen afvoeren, beginnen de sensoren fouten te vertonen. En zodra dat gebeurt, gaat de consistentie van het productieproces achteruit.
Het maken van een “groene fabriek” mogelijk maken
Als je overstapt op infraroodverwarming, hoef je niet meer tegen de wetten van de fysica in te gaan. Door het emissiespectrum te beperken tot wat de chip daadwerkelijk kan absorberen, verminder je de energieverspilling. Dit zie je vooral bij het opwarmen en drogen van chips. Bovendien leidt dit tot een hogere productiecapaciteit en minder energieverbruik per chip. Het is gewoon gezond verstand toegepast in de praktijk: minder verspilling, meer chips, en een veel kleinere koolstofvoetafdruk.