Profitablere Halbleiterwerke bauen

Warum leistungsfähige Fluidsysteme beim Bau neuer Halbleiteranlagen eine wichtige Rolle spielen

Masroor Malik, Market Manager, Halbleiter

Beim Bau eines neuen Halbleiterwerks (in der Branche auch „Fab“ genannt), gibt es einiges im Auge zu behalten. Unter anderem eine schnelle Markteinführung, Material- und Installationsstandards und die Kosten. Die Kosten für ein neues Halbleiterwerk werden nicht selten mit über einer Milliarde Dollar veranschlagt. Auch drei bis vier Milliarden Dollar sind nicht unüblich. Einige der größten Halbleiterwerke können sogar mit über zehn Milliarden Dollar zu Buche schlagen.

Reinräume und die teure Mikrochipproduktion machen den Großteil der Kosten aus. Doch sind die Gesamtbetriebskosten auch in hohem Maße von sonstigen Systemen und Equipment der Anlage abhängig.

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Ein Beispiel hierfür sind Fluidmanagementsysteme, die als Kreislaufsystem für die Versorgung der Anlage mit Gasen und Flüssigkeiten zuständig sind. Beim Bau eines neuen Halbleiterwerks gibt es viele Möglichkeiten, wie hochwertige Komponenten und Baugruppen eines Fluidsystems zur kurz- und langfristigen Profitabilität des Halbleiterwerks beitragen können. Hier empfiehlt sich eine enge Zusammenarbeit mit Fluidsystemherstellern in der FEED-Phase (Front-End Engineering and Design).

Fünf Beispiele, wie eine sorgfältige Auslegung und Installation von Fluidsystemen zur Profitabilität eines Halbleiterwerks beitragen kann:

1. Schnellere, leckagesichere Installation

Der Bau eines neuen Halbleiterwerks bedeutet zumeist, dass neue Produktionstechnologie eingeführt wird und/oder Kapazitäten erweitert werden. Kurze Markteinführungszeiten spielen dabei eine große Rolle, um der Konkurrenz voraus zu sein. Mit der Halbleiterfertigung und -produktion muss so schnell wie möglich begonnen werden – manchmal sogar noch bevor die gesamte Anlage fertiggestellt ist.

Kurz gesagt, es gibt keine Zeit zu verlieren. Die Auslegung und der Bau komplexer Fluidsysteme und deren Verlegung durch das gesamte Halbleiterwerk können ein zeitaufwendiger Prozess sein. Außerdem gehört viel Arbeit und Expertise dazu, die entsprechenden Rohrleitungen zu biegen, wichtige Komponenten zu installieren und die Systemintegrität sicherzustellen. Dieser Prozess ist besonders heikel, wenn Auftragnehmer und Installateure nicht das entsprechende Wissen oder die Ausbildung mitbringen, um zuverlässige, leckagesichere Systeme zu installieren.

Kundenspezifisch vorgefertigte Fluidsystembaugruppen beugen Installationsproblemen in der Bauphase vor. Auch reduziert sich dadurch der Arbeitsaufwand beim Zusammenbau komplexer Untersysteme. Entscheiden Sie sich für einen Hersteller, der versteht, was Sie brauchen, und Ihnen einen vollständigen, einfach zu installierenden Einbau mit qualitativ hochwertigen Komponenten bieten kann. Das spart Zeit: Ihr Halbleiterwerk ist dann deutlich schneller betriebsbereit und die Halbleiterfertigung kann beginnen.

2. Effizientere Planung und Auslegung

Fluidsysteme für Halbleiterwerke bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, unter anderem Rohrverbindungen, Ventilen, Reglern, Schläuchen und Rohrleitungen. Eine gründliche Systemplanung, effiziente Auslegung, effektive Verlegung von Rohrleitungen und andere Best Practices im Zusammenhang mit der Installation tragen dazu bei, dass das System schneller einsatzbereit ist und über die Lebensdauer der Anlage zuverlässig arbeitet.

Ein Untersystem beispielsweise, das einige komplexe Rohrbiegungen erfordert, bringt Entwickler und Installateure schnell an ihre Grenzen. Hier ist die Zusammenarbeit mit einem Hersteller von Vorteil, der komplette Untersysteme liefert und Rohrbiegungen bei sich vorbereitet, sodass sie nicht vor Ort ausgeführt werden müssen. Das gesamte Untersystem ist bereits bei Lieferung installationsfertig und leckagesicher.

Außerdem finden in einem effizient ausgelegten Fluidsystem zahlreiche Rohrbiegungen Platz, wo ansonsten zusätzliche Verbindungen notwendig wären. Es spart dem Erbauer des Halbleiterwerks unter Umständen viel Geld, wenn es weniger unnötige Verbindungsstellen gibt. Einerseits durch Einsparung zusätzlicher Teile und auch dadurch, dass dann weniger Leckagestellen vorhanden sind. Hersteller können durch den Einsatz qualitativ hochwertiger Fluidsystemkomponenten und die Unterstützung durch Auslegungs- und Serviceexperten die kurzfristigen Baukosten sowie die Gesamtbetriebskosten über die Lebensdauer der Anlage senken.

3. Niedrigere Kosten über die Lebensdauer

Sobald das Halbleiterwerk mit der Produktion begonnen hat, stehen Betriebseffizienz und maximaler Output im Fokus. Anlagenstillstände aufgrund eines Ausfalls der Fluidsysteme bedeuten gravierende finanzielle Verluste für jede Stunde, in der nicht produziert werden kann. Der Einsatz qualitativ hochwertiger Komponenten und Baugruppen von Beginn an trägt dazu bei, die Wartungs-, Reparatur- und Betriebsanforderungen (MRO) über die Lebensdauer der Anlage gering zu halten.

Oft kommen in Halbleiterwerken beispielsweise leistungsstarke Kühler zum Einsatz, die während des Fertigungsprozesses für eine stabile Temperatur sorgen. Wenn jedoch eine Kühlmittelleitung nicht angemessen isoliert ist, kann die Temperatur in der Werkzeugkammer schwanken. Darunter leidet letztendlich die Produktionsleistung. Die richtige Schlauchisolation verringert von Anfang an die Wahrscheinlichkeit, dass Probleme auftreten. Hierzu gehört auch die Kondensation, die häufig in Halbleiterwerken zu beobachten ist.

Der Einsatz qualitativ hochwertiger Komponenten und von vorherein gut durchdachte Systeme sorgen dafür, dass sich die MRO einfacher und schneller durchführen lässt. Zusätzlich müssen in diesem Fall über die Lebensdauer der Anlage weniger Komponenten und Anwendungen ausgetauscht werden. Langfristig führen diese Kosteneinsparungen und die weniger häufigen Anlagenstillstände zu einer produktiveren – und profitableren – Anlage.

4. Standardisierte, globale Qualität

Betreiber von Halbleiterwerken stehen in der Regel vor der Aufgabe, Standards und Prozesse für ihre Standorte weltweit zu vereinheitlichen, denn das maximiert die Produktion und sorgt dafür, dass Qualitätsstandards eingehalten werden.

Sind die Komponenten und Anwendungen eines Fluidsystems für alle Anlagen standardisiert, ergeben sich erhebliche Vorteile. Einheitliche Systeme lassen sich einfacher warten und tragen dazu bei, dass Installationstechniken einheitlich angewendet werden und sich die allgemeine Betriebssicherheit erhöht. Wer Halbleiterwerke errichtet, wendet sich daher am besten an Hersteller, die globale Bauleistungen, einschließlich weltweiter Lieferketten und lokaler Unterstützung, anbieten. Das reduziert die Beschaffungs- und Gesamtkosten. Die anlagenübergreifende Zusammenarbeit mit entsprechend aufgestellten Unternehmen trägt zur Effizienz und zu einer Auslegung bei, die sich positiv auf die globale Profitabilität auswirkt.

5. Gesteigerte Produktivität und höherer Output

Ist ein neues Halbleiterwerk dann in Betrieb, steigern qualitativ hochwertige Fluidsysteme, die weder wartungsintensiv noch ausfallanfällig sind, die Produktivität. Durch Millionen ununterbrochener, ultra-hochreiner Produktionszyklen erhöht sich zudem die Chip-Produktion. Eine stabile Produktion kann für einen Hersteller in dieser hart umkämpften Branche der entscheidende Vorteil im Wettbewerb sein.

Beim Bau eines neuen Halbleiterwerks zählt, die Kosten für die Bauteile von vornherein so niedrig wie möglich zu halten und ambitionierte Fristen einzuhalten. Das hat Priorität. Doch wie hier dargelegt, bringt der Einsatz qualitativ hochwertiger Teile, Komponenten und Untersysteme für wichtige Fluidsysteme im gesamten Halbleiterwerk zusätzlich weitere Vorteile mit sich. Zudem sinken dadurch die Gesamtbetriebskosten über die Lebensdauer der Anlage.

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