德耐尔0级无油压缩空气助力加速打造“中国芯”
去年8月,美国总统在白宫签署《芯片和科学法案》法案对美本土芯片产业提供巨额补贴,为美国半导体研发、制造以及劳动力发展提供527亿美元。并且在美国建立芯片工厂的企业将获得25%的减税。
早在2020年8月,我国也提出,要从财税、投融资、研发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等方面支持集成电路和软件产业发展,提出中国芯片自给率要在2025年达到70%。
随着贸易争端问题缓和、全球疫情逐步得以控制、5G、物联网、人工智能、可穿戴设备等新兴应用领域持续蓬勃发展,预计2026年,全球芯片市场规模将增至7478.62亿美元。
在半导体芯片制作过程中,生产环境和设备要求是极高的,这些芯片(如英特尔硅芯片)经过真空处理、「化学浴」浸泡、高能等离子体加工、紫外光照射等一系列步骤,同时还要使硅芯片经过数百个制造阶段,从而将它们变成CPU、存储器片、图形处理器等。
在此过程中,清洁干燥的压缩空气对半导体制作工艺至关重要,空气品质出现任何问题都会造成严重的后果,因此拥有一家可靠的压缩空气供应商非常关键。
这家拥有近20年行业经验的半导体技术研发企业,归属于上市公司,是集团核心产业板块之一。国内少有的掌握液晶玻璃基板核心技术,并同时拥有浮法和溢流下拉法两种玻璃基板成套工艺技术的企业,总资产超2000亿元,品牌价值223.83亿元。
此次半导体生产工艺的压缩空气系统方案应用于该企业位于甘肃天水,总投资28.8亿元,占地119亩的高端装备产业园中的半导体装备研发生产项目。压缩空气主要用于洁净室,与制造中的半导体产品直接接触。方案采用多台德耐尔DWW-55/0.85工频干式无油螺杆压缩机+带变速驱动的DVWW-132/085 干式无油螺杆压缩机,并配有微热再生吸附式空气干燥机,以获得高质量的露点。整个压缩空气系统完全满足标准 ISO 8573 Class 0 级无油的严格标准。
项目投产以来,压缩空气系统运行稳定良好。通过计算,系统能耗明显低于行业水平,有效帮助企业降低了成本。这益于DVWW系列产品采用了整体化的设计理念,将变频器、电机以及压缩机进行全面一体化整合。引入变频技术后,项目可根据不同产能进行灵活调整,在产能需求降低时起到过渡作用,进而节省能耗。
随着国家发改委发布的2022年新版《重点用能产品设备先进水平、节能水平和准入水平标准》政策出台,包括压缩机在内的用能产品设备能耗准入水平标准进一步明确和提高。各行各业的生产制造型企业对高品质、低能耗的设备需求明显增多。“产品生命周期成本(Life Cycle Cost)”的概念也愈发受到关注。产品生命周期成本通常是指包括采购成本、维护成本及能耗成本在内的成本总和。就空气压缩机而言,初期的采购成本和后期维护成本约占总使用成本的30%,而产品使用过程中的能耗成本却高达70%,因此若要节能减排,关键就在于降低能耗成本。
压缩机产品生命周期成本示意图
方案所采用的DVWW系列变频干式无油螺杆压缩机,其内置变频器可以随时按照需要改变电机转速,最大变化范围达到70%,使得压缩机的排气量和用气需求精确地匹配。这一设计特点可帮助企业节省最高达25%的能源消耗。根据目前的测算,德耐尔变频系列产品平均每月省上万千瓦时的电量。”