L'aggiornamento degli impianti e delle strutture per la produzione di semiconduttori esistenti è una soluzione rapida per colmare il divario sproporzionato tra domanda e offerta globale di microchip. I team specializzati in clean tech sono la chiave del successo.
Espandere la capacità di un impianto di semiconduttori ancora in piena attività è come eseguire un’operazione a cuore aperto a causa della delicatezza diambienti quali le camere bianche. Con costi di investimento elevati, tra i 5 e i 10 miliardi di euro, e tempi lunghi per la costruzione di nuovi impianti, l’espansione della produzione negli impianti esistenti e l’aggiornamento delle strutture è la via più rapida per colmare la carenza di microchip a livello globale.
La dipendenza diffusa dai prodotti intelligenti, e quindi dai microchip, continua senza sosta con una forte tendenza all’aumento grazie alla rapida commercializzazione dell’intelligenza artificiale. La produzione di semiconduttori è tra le industrie in più rapida evoluzione al mondo, con tempi di elaborazione più rapidi e un maggior numero di funzioni nei nuovi prodotti.
Assicurare il proseguimento dello spettacolo
Deerns possiede la profonda conoscenza del settore per tenere lontani i contaminanti da queste strutture di lavoro, dove anche microscopiche particelle di polvere possono interferire con il funzionamento di minuscoli componenti dei chip. Ci sono sfide interessanti e uniche che affrontiamo insieme ai nostri clienti per garantire che le strutture obsolete siano a prova di futuro in termini di capacità, qualità, affidabilità operativa e sostenibilità e che la produzione continui. Ciò richiede concentrazione, un approccio approfondito, impegno, un team di progetto forte ed esperto, abituato a consultarsi e a coordinarsi con la produzione e gli impianti, nonché con i reparti Ambiente, Salute e Sicurezza.
Caso studio: Espansione accelerata
L’aumento rapido della produzione è stata la scelta più ovvia per un’azienda produttrice di semiconduttori che ha dovuto risolvere la tensione tra l’inarrestabile domanda di microchip e i lunghi tempi di attesa per l’aumento di economie di scala. L’installazione di un maggior numero di apparecchiature per la produzione di microchip era la parte più semplice della soluzione. Farlo in tempi brevi in un impianto già pienamente operativo e a piena capacità, tuttavia, richiedeva una progettazione e una pianificazione specializzate, intelligenti e rapide.
Trattandosi del primo progetto di questa portata con tempi di realizzazione così brevi, il primo passo è stato quello di realizzare uno studio di fattibilità in un workshop che ha coinvolto Deerns, il cliente e gli appaltatori principali. Questo si è rivelato fondamentale non solo per valutare la fattibilità del progetto, ma anche per mantenerlo in linea. Durante il progetto abbiamo affrontato diverse sfide, come l’impatto del Covid-19, materiali non recapitabili e ritardi nella consegna delle attrezzature. Abbiamo lavorato in un costante stato di fluttuazione che ha portato a momenti di esasperazione. Grazie all’impegno di tutti noi per il successo del progetto e alla pianificazione iniziale del team, abbiamo iniziato e concluso il progetto con il sorriso sulle labbra.
(Purezza elevata) essenziale per la produzione di microchip
I microchip sono i componenti più complessi attualmenti esistenti e richiedono un processo di produzione altamente sensibile. Questo comporta centinaia di passaggi e l’utilizzo di tutti i tipi di gas e sostanze chimiche speciali. L’acqua ultrapura e i materiali chimici operativi di elevata purezza sono due dei materiali operativi più importanti. Qualità affidabile, fornitura stabile e purezza sono fondamentali per la produzione di microchip con componenti altamente complessi.
Acqua ultrapura
Una fabbrica di microchip consuma 120 m³ di acqua in meno di 60 minuti, a seconda delle dimensioni, e questo valore è paragonabile alla quantità di acqua che un’abitazione di medie dimensioni consuma in linea di massima ogni anno. L’equilibrio tra l’alta qualità e la domanda di fornitura nell’intero sistema è un aspetto fondamentale, dal processo di purificazione alla progettazione delle tubature. L’acqua ultrapura (UPW) viene trattata prima e dopo ogni fase di produzione per rimuovere i prodotti residui e i contaminanti, come sali, minerali, metalli e batteri. L’acqua potabile viene ritrattata in un impianto di lucidatura UPW e poi distribuita ai consumatori.
Team specializzato in processi chimici ad elevata purezza
La produzione di microchip comporta una serie complessa di processi fotolitografici e chimico-fisici che coinvolgono sostanze chimiche nocive che possono essere irritanti, corrosive, tossiche e infiammabili. Le espansioni di capacità sono spesso accompagnate da un numero maggiore di nuove sostanze chimiche, che introducono altri rischi da ridurre e, preferibilmente, da eliminare. Deerns assicura che la progettazione dell’aggiornamento dell’impianto sia conforme alle severe normative in tutte le strutture del processo produttivo.
I sistemi di distribuzione dei prodotti chimici spostano i prodotti chimici da un luogo all’altro e costituiscono la spina dorsale del processo a umido nell’impianto. In linea di principio, anche in questo caso valgono le stesse considerazioni fatte per l’UPW: il sistema deve fornire i prodotti chimici giusti alla macchina al momento giusto, nella giusta qualità e nella giusta quantità.
La pianificazione degli impianti di produzione di microelettronica richiede team specializzati che conoscano le varie discipline tecniche. Noi di Deerns abbiamo le conoscenze e l’esperienza per comprendere le informazioni necessarie per questo tipo di problematiche complesse e arrivare a concetti ottimali utilizzando il nostro approccio olistico. I nostri consulenti e il nostro gruppo Process Critical Systems (PCS) sono specializzati nei mercati Electronics e Life Science. Collaboriamo inoltre con aziende specializzate nella costruzione di impianti che garantiscono quantità e purezza elevata 24 ore su 24, 7 giorni su 7.
