前言
上海华虹NEC电子有限公司成立于1997年7月,座落于上海市浦东新区,拥有2条8英寸深亚微米超大规模集成电路生产线,是世界领先的专业集成电路晶圆代工企业,生产能力近9万片/月。华虹NEC为国内外客户提供涵盖1.0~0.13微米工艺、专业的、高附加值代工服务,产品覆盖智能卡、通讯、消费电子、汽车电子、医疗电子等各个领域。年销售额达到3-4亿美金。其中近一半销往海外市场。
我们的节能减排技术
半导体行业,既是高科技,又是耗能大户。以华虹NEC为例,2012年共计消耗电力2.31亿度,蒸汽5.71万吨,天然气276.8万M3,水331.23万M3。因此,作为上海市重点用能单位,华虹NEC始终把节能、降耗、减排、增效当作企业重点工作来抓,建立了一系列长效机制和健全的制度体系来确保节能减排工作取得实效。在“十一五”期间,公司扎实推进各项节能技改项目实施,完成攻关课题63个,先后向市、区申报节能技改项目16个。
2003年,公司每生产一片硅片,需要消耗电力528.72度,消耗蒸汽0.24吨,消耗水7.15M3。这些都是衡量一个半导体工厂能耗水平的关键指标,即单位Wafer的能耗量。公司一直把世界先进的半导体公司的能耗数据作为参照,把节电节水节气作为节能降耗的主要方向去攻克。
(1)针对节蒸汽的措施
在冬季原水要从4度加热到25度才能进行纯化处理,新风要从4度升温到14度以上才能进行加湿处理,这都需要消耗大量的蒸汽。但是另一方面,同样是新风处理的一部分,在前期又要降温以满足露点的要求,与此同时,洁净室内大量的生产设备产生的热量也需要通过设备冷却水来带走,这两块对冷量的需求也是巨大的。华虹NEC充分利用半导体工厂在冬季既需冷量又需热量的矛盾,进行多项改造,比如把空气压缩机、冷冻机等做工时产生的热能、蒸汽凝结水所含的热能、生产设备产生的热能统统回收起来,通过各种循环水和板交,对新风和纯水原水进行预热。使得原水槽和新风的初始温度均能上升到10度以上,可节约后续处理工序一半以上的蒸汽量。
(2)针对节电的措施
在半导体行业里,电力消耗主要集中在动力设备和生产设备上,根据专家的统计,它们各自占56%和40%以上,华虹NEC把降低动力侧的设备能耗作为突破口,取得了显著的成效。仅仅就前面所讲的节蒸汽的改造中,新风和原水在升温过程中,充当了设备冷却水、空压机冷却水、冷冻机冷却水的功能,已经降低了冷冻机的耗电量。
华虹NEC还通过采用变频和群控技术对冷冻水系统和热水系统进行改造,可实现15%左右的节能率。还有夏季利用水蓄冷技术削峰填谷缓解高峰期间电网的负荷,冬季则利用大自然的冷量给设备冷却水降温等措施。,均能进一步减少冷冻水系统的电量消耗。
(3)针对节水的措施
充分收集蒸气冷凝水和空调冷凝水,用做冷却塔的补水,大幅降低自来水的消耗;
另一方面,对工艺废水的指标进行在线监测,按照水质的不同进行分类处理。其中低浓度的废水引入到回收水系统,经过活性炭塔和阴离子塔的处理后,重新进入纯水系统进行下一步的纯水制备。这样通过提高纯水的回收率,已经显著降低纯水用自来水的消耗,目前纯水的回收率已经在50%以上。
(4)针对生产工艺的节能
在生产工艺环节,华虹NEC采取各种手段不断优化工艺,简化生产流程,减少原材料用量,相应的化学废液、碳等物质的排放也大大减少。同时保证了产品取得更高的成品率和更好的质量。
华虹NEC不但在生产源头上做到控制能耗,降低排放,我们的产品同样是低功耗产品。我们生产的电源管理器件,特别是应用在智能电网,电源管理,新型照明(包括LED照明和节能灯照明)和风能、电能、太阳能等绿色能源领域的产品,都是低功耗高性能的芯片,能够显著降低客户的能源浪费。
节能减排活动的开展
近年来,公司倡导的“节能减排从我做起,从小事做起”的理念已深入人心,员工的参与率近100%。通过各项节能改造等措施,目前单位芯片能耗已达到业内较低水平(2012年,每片硅片,仅需要消耗电力369.72度,降低30%;消耗蒸汽0.12吨,降低50%;消耗水4.83M3,降低32%),各类废弃物的排放均优于国家标准,废水的回收利用率达到业界先进水平。仅2009年以来,已累计节约蒸气121067吨,节电1885万度,节水187万吨,节约天然气324万立方米,实现经济效益6150万元。节约标煤达到21262吨,每片wafer的碳排放量已降至0.52吨/片,相比2008年已减少了28%。
节能减排活动实施中的技术瓶颈
工厂运行了十几年,设备已经逐渐老化,效率下降,系统经过各种改造也越来越复杂,后续进一步挖掘节能潜力的难度越来越大。从系统层面来看,节能改造的空间已经非常有限,下一步的目标就是从细节方面入手,可能要针对单台设备或者系统局部进行优化,以提升设备的能效比以及降低系统自身?损耗。比如目前我们的冷冻机和空压机都是6KV的高压设备,单台的额定功率都是几百千瓦,如何更有效地提高机组的运行效率就是我们目前关注的方向。所以此次参加交流会,也想取取经,咨询一下这方面的专家,希望能得到一些好的建议和意见。
总结
节能减排是人类共同的命题,共同的梦,我们将持续地开展节能减排活动,为造福人类尽到一个企业公民应尽的责任。