制造半導(dǎo)體(最精密的電子元件)的工廠使用大量高度先進(jìn)的精密設(shè)備,與其他行業(yè)的工廠相比,這些設(shè)備需要最高的精度。這些設(shè)備對(duì)最微小的功率波動(dòng)和環(huán)境條件的變化也很敏感,因此需要嚴(yán)格的環(huán)境管理。因此,半導(dǎo)體工廠電源的穩(wěn)定性和可靠性極為重要,并且有即使是輕微的電壓下降也可能導(dǎo)致高昂的代價(jià)損失。
本文著眼于半導(dǎo)體工廠中的典型備份目標(biāo)(如半導(dǎo)體制造設(shè)備)、大規(guī)模備份目標(biāo)(如生產(chǎn)線(xiàn)區(qū)域和儀表系統(tǒng)),并詳細(xì)解釋了適合每個(gè)目標(biāo)的UPS,以及所需的性能和功能。
一、半導(dǎo)體工廠的典型UPS備用電源設(shè)備:
1.半導(dǎo)體制造設(shè)備:
半導(dǎo)體制造的各個(gè)過(guò)程中使用的半導(dǎo)體制造設(shè)備種類(lèi)繁多。半導(dǎo)體以大量的制造工藝而聞名,而每一個(gè)工藝也都需要使用到大量的半導(dǎo)體制造設(shè)備。
2.為什么半導(dǎo)體制造設(shè)備需要UPS不間斷電源:
半導(dǎo)體制造工廠擁有許多半導(dǎo)體制造設(shè)備,即使其中一種設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題,也可能導(dǎo)致不良批次等損失。
對(duì)于半導(dǎo)體制造設(shè)備,設(shè)備制造商的SEMI標(biāo)準(zhǔn)(SEMIstandard、SEMIinternationalstandard)SEMIF47規(guī)定了電壓暫掛抗擾度(對(duì)瞬時(shí)電壓降的抵抗力)。因此,UPS不間斷電源不是由半導(dǎo)體工廠提供的,而是通常由半導(dǎo)體制造設(shè)備制造商在制造過(guò)程中安裝。
3.什么是為半導(dǎo)體制造設(shè)備提供備用的不間斷電源:
必須根據(jù)半導(dǎo)體制造設(shè)備的類(lèi)型和規(guī)模選擇合適的UPS備用電源功率,但當(dāng)僅備用控制單元時(shí),1kVA至3kVA或最多5kVA通常就足夠了。另一方面,在為整個(gè)半導(dǎo)體制造設(shè)備提供用電源時(shí),需要100kVA或更高的大容量UPS備用電源。
二、半導(dǎo)體制造設(shè)備所需的UPS不間斷電源功能:
1.電池壽命:
由于半導(dǎo)體制造過(guò)程非常精確且產(chǎn)品價(jià)格昂貴,因此停止半導(dǎo)體制造設(shè)備進(jìn)行維護(hù)需要付出很多努力。在維護(hù)半導(dǎo)體制造設(shè)備內(nèi)置的UPS備用不間斷電源時(shí)也是如此。在鉛酸電池UPS備用電源的情況下,據(jù)說(shuō)電池壽命為2到5年,而鋰離子電池的使用壽命約為10年2。
2.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):
半導(dǎo)體制造設(shè)備經(jīng)常用于海外生產(chǎn)基地。特別是,具有獲得UL認(rèn)證和CE標(biāo)志受到高度重視,因?yàn)樗鼈兛梢猿隹诘矫绹?guó)、歐盟和其他國(guó)家。
二、全線(xiàn)、整層等半導(dǎo)體工廠的UPS備用電源:
1.什么是整條生產(chǎn)線(xiàn)、整層樓等的備用:
半導(dǎo)體制造設(shè)備的控制單元由單獨(dú)的UPS備用電源單元提供支持,以處理電源問(wèn)題。然而較大區(qū)域的停電對(duì)策,例如整條生產(chǎn)線(xiàn)、整個(gè)空調(diào)設(shè)備或整個(gè)工廠,在半導(dǎo)體工廠中也是必不可少的。
例如:假設(shè)雷擊導(dǎo)致不到1秒的電壓降。盡管由于UPS備用電源的存在,每臺(tái)半導(dǎo)體制造設(shè)備的控制單元繼續(xù)正常運(yùn)行,但設(shè)備的電源單元會(huì)停止,因此無(wú)法繼續(xù)生產(chǎn)。由于重新啟動(dòng)半導(dǎo)體制造設(shè)備需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,這可能會(huì)導(dǎo)致在半導(dǎo)體工廠的情況下,損失極其昂貴。
2.什么是備份整條線(xiàn)路、整層樓等的UPS不間斷電源:
這需要一個(gè)大型UPS不間斷電源來(lái)為整條線(xiàn)路或區(qū)域提供備用電源。在大型工廠中,安裝10臺(tái)或更多200-300kVAUPS不間斷電源機(jī)組的情況并不少見(jiàn)。雖然這是一項(xiàng)巨大的設(shè)備投資,但在生產(chǎn)半導(dǎo)體等昂貴產(chǎn)品的工廠中,采取措施解決電力供應(yīng)問(wèn)題可以防止因停電而造成的的損失。
3.為整條線(xiàn)路、區(qū)域等提供不間斷電源所需的功能:
備份整條線(xiàn)路或區(qū)域的UPS不間斷電源非常大,并且使用大量電力。因此,選擇節(jié)能型UPS不間斷電源可以節(jié)省很多電費(fèi)。
三、半導(dǎo)體工廠中儀器儀表系統(tǒng)的典型UPS備用電源:
1.什么是儀表系統(tǒng):
儀表系統(tǒng)是一種從溫度傳感器、壓力傳感器等收集和監(jiān)控信息的設(shè)備。它包括使用測(cè)量?jī)x器測(cè)量溫度、壓力、流量等,并根據(jù)數(shù)據(jù)避免危險(xiǎn)或自動(dòng)控制設(shè)備的功能。
半導(dǎo)體工廠等大型工廠配備了大量的儀表設(shè)備,因?yàn)榧词故巧a(chǎn)設(shè)備的短暫停止也會(huì)對(duì)生產(chǎn)率產(chǎn)生重大影響并造成巨大損失。
2.為什么儀表系統(tǒng)需要UPS不間斷電源:
儀器儀表系統(tǒng)的電源通常是單相220V系統(tǒng)。另一方面,功率整個(gè)區(qū)域或線(xiàn)路的電源通常是三相280V系統(tǒng)。換句話(huà)說(shuō),整個(gè)樓層或線(xiàn)路的UPS備用電源無(wú)法為儀表系統(tǒng)提供時(shí),必須采取單獨(dú)的措施來(lái)處理電源問(wèn)題.
此外,由于停電或其他電源問(wèn)題而導(dǎo)致的儀表系統(tǒng)關(guān)閉可能會(huì)破壞生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性并降低產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)于昂貴的半導(dǎo)體,這可能會(huì)產(chǎn)生巨大的影響,并可能造成巨大的損失,因此必須采取措施。
3.什么是備份儀表系統(tǒng)的UPS不間斷電源:
必須根據(jù)儀表系統(tǒng)的類(lèi)型和規(guī)模選擇合適的UPS不間斷電源功率,但在大多數(shù)情況下,1kVA至3kVA或最多5kVA就足夠了。
當(dāng)與應(yīng)急發(fā)電機(jī)一起使用時(shí),備用時(shí)間約為5分鐘,以彌補(bǔ)發(fā)電機(jī)啟動(dòng)所需的時(shí)間。如果不與發(fā)電機(jī)一起使用,則需要幾十分鐘到幾個(gè)小時(shí)的備份,直到在停電或其他停電的情況下恢復(fù)供電。
4.儀表系統(tǒng)所需UPS不間斷電源的功能:
易于維護(hù)對(duì)于為儀表系統(tǒng)提供不間斷電源的UPS備用電源非常重要。在面積廣闊的半導(dǎo)體工廠中,每根管道都安裝了大量的測(cè)量和控制設(shè)備,例如,在特定距離(50m)等處。和在大型工廠中,UPS備用電源的數(shù)量可以達(dá)到數(shù)千臺(tái)。