Repensando os cleanrooms para um futuro sustentável

Os cleanrooms utilizados na produção de semicondutores estão entre os ambientes mais intensivos em recursos de todo o cenário industrial. À medida que a demanda global por microchips cresce impulsionada por IA e digitalização, o impacto ambiental dessas instalações aumenta proporcionalmente. Na Deerns, vemos isso não apenas como um desafio, mas como um chamado à ação.

O triplo desafio da sustentabilidade

Os cleanrooms enfrentam três grandes obstáculos de sustentabilidade:

• Aumento do consumo de energia: já que conforme o tamanho dos chips diminui, os processos de fabricação tornam-se mais intensivos energeticamente;
• Alta demanda por água: visto que processos úmidos e sistemas de resfriamento consomem grandes volumes de água ultrapura;
• Emissões químicas nocivas: decorrentes de processos de semicondutores que envolvem gases de efeito estufa e contaminantes com alto potencial de aquecimento global.

A complexidade desses desafios torna a circularidade total difícil no momento, mas avanços significativos podem ser alcançados por meio de inovação em engenharia e design inteligente de sistemas.

Energia: transição para fontes renováveis

Reduzir o consumo de energia nem sempre é viável devido aos requisitos tecnológicos atuais. Por isso, o foco se volta à otimização da origem da energia. Na Deerns, nossa abordagem se concentra nas seguintes estratégias principais:

• Uso de energia renovável sempre que possível;
• Recuperação de calor de sistemas de resfriamento e exaustão;
• Integração de sistemas de suporte e processos de alta eficiência.

Integramos fontes renováveis ao fornecimento das instalações sempre que possível, assim como sistemas de recuperação de calor da água de resfriamento de processos e do ar de exaustão também são utilizados para aproveitar a energia já presente no sistema. Essas soluções, combinadas ao design eficiente da infraestrutura, ajudam a compensar o aumento da demanda energética enquanto oferecem economia de longo prazo.

Água: purificação, reuso e redução

O gerenciamento de água é um foco central em nossos projetos de cleanrooms. Essas instalações exigem água de pureza excepcional, especialmente para processos úmidos. Na Deerns, implementamos sistemas que permitem o reuso da água de enxágue sem comprometer a integridade do processo. Em alguns projetos, por exemplo, recuperamos água das etapas secundárias e terciárias de limpeza, onde o nível de contaminação é baixo. Após filtragem direcionada, essa água pode ser reintroduzida nas operações da instalação.

Também desenvolvemos sistemas de tratamento sob medida que purificam efluentes até que atendam aos padrões de reentrada. Ao fechar o ciclo da água sempre que possível, os clientes reduzem a dependência de fontes de água potável, diminuem custos operacionais e apoiam metas mais amplas de sustentabilidade.

Gases: recuperação em vez de substituição

Os produtos químicos usados na produção de chips não são facilmente substituíveis, e a transição para compostos mais verdes ocorre de forma lenta. Em vez de esperar por inovações químicas futuras, a Deerns prioriza a redução das emissões.

Nossa abordagem inclui:

• Sistemas avançados de abatimento e scrubbers adaptados às necessidades de cada processo;
• Sistemas de recuperação de hidrogênio e gases nobres, permitindo o reúso de gases caros e raros;
• Soluções orientadas a ROI, com projetos que alcançam retorno em menos de um ano.

Esse método evita desperdícios desnecessários, garante conformidade regulatória e proporciona economias de longo prazo.

Soluções sob medida

A Deerns projeta instalações tanto greenfield (novas instalações) quanto brownfield (instalações existentes em operação). Novas construções permitem maior flexibilidade de design, possibilitando incorporar sustentabilidade desde o início. Já instalações me operação apresentam desafios maiores, exigindo soluções sob medida que funcionem dentro das limitações operacionais existentes.

Ainda assim, esses projetos costumam gerar insights valiosos, que orientam o design de futuros cleanrooms. Cada instalação é única, e trabalhamos lado a lado com nossos clientes para compreender processos, níveis de consumo e restrições operacionais, a fim de criar a abordagem de engenharia mais eficiente e sustentável.

Engenharia centrada no cliente

Engenharia sustentável é tanto sobre pessoas quanto sobre sistemas. Na Deerns, priorizamos colaboração estreita com nossos clientes. Nossos engenheiros mantêm forte presença nos sites, muitas vezes trabalhando nas instalações vários dias por semana para construir confiança, obter insights de processos e desenvolver soluções reais.

Nosso processo colaborativo inclui 3 etapas claras:

• Estudos de viabilidade aprofundados, alinhados às regulamentações locais e globais
• Engajamento contínuo com as equipes on-site e líderes operacionais
• Designs adaptáveis, responsivos às necessidades específicas de cada instalação

O portfólio de cleanrooms da Deerns abrange diferentes escopos técnicos e geográficos. Na Holanda e em outros países, a empresa já apoiou fabricantes OEM em sites greenfield e brownfield, além de auxiliar fabricantes de semicondutores na melhoria de desempenho de instalações existentes. Internacionalmente, a Deerns contribuiu com cleanrooms voltados à pesquisa em centros de nanotecologia na Escandinávia. E no Reino Unido, entregou atualizações brownfield para um grande site de semicondutores, aplicando design adaptativo para otimizar ambientes em operação.

Por que a circularidade importa agora

À medida que a demanda por microchips impulsionada por IA acelera, a indústria de cleanrooms enfrenta o desafio de crescer de forma sustentável. Na Deerns, incorporamos circularidade e eficiência em cada projeto, garantindo que as instalações sejam preparadas para o futuro e ambientalmente responsáveis. A circularidade deixou de ser um ideal de design e passou a ser uma estratégia operacional baseada em dados, construída sobre colaboração e inovação.