芯片生产厂房供配电设计经验分享.pdf

1 2 0 2 2022年绿色工厂厂务大会第二届全国工业建筑电气技术高峰论坛 01 芯片生产简介 02 供电系统 03 低压配电系统 04 洁净室照明 05 设计要点 在整个生产过程 中 芯片需要 20-50 次的 光刻，耗 时占到 了生 产环 节的一半，成本 能占到三分之一。 如果在光刻等重要 工艺加工过程 出现停 电事故，芯片将会报 废。 根据GB50809 《硅集成 电路 芯片工厂设计规 范》 中对 负荷分级原则，芯片生产 厂房的 负荷等级一般 为一级 负荷。产能低 、用电量小的厂房可适 当降低，但不 应低 于二级。 工艺设备 动力设备 照明 芯片生产厂房有较大量的一级 负荷 中特别重要 负荷，例如： • 重要 的工艺设备 （光刻机、刻蚀机等）； • 与设备安 全、人 身安 全相关的工艺排风 （酸、碱废 气，有机废 气，有毒废 气）； • 用以平衡排风的新风 空调； • 工艺冷却循环水泵； • 危险和有毒 气体检测； • 化 学品泄露检 测； • 纯水循环 系统； • 废水处理 系统； • 设备监控 系统FMCS；安防 系统；数据 中心 …… 上述 负荷 中，有一些 负荷允许中断供 电时间为毫秒级，如FMCS、数据 中心和 重要 的工艺设备等。 芯片生产厂房一般 用电量较大，厂 区内需要设置110kV或220kV 变电站。对于 用量较小的项 目，也可由多路 10kV市 电供 电，具体应根据项 目建设地的供 电条 件确 定。 用电容量通常采用需要 系数法进行计算。在达产后，全厂总需要 系数约为0.45。 洁净生产 区 （网络 图片） 根据 芯片生产厂房的 负荷性质，供 电电源通常采用两路 电源供 电，两路 电源采 用同时工作、互为备 用的方式运行。是否要求双重 电源需要根据 负荷性质确 定， 每路 电源的供 电容量均应满足全厂的需要 负荷。 芯片生产工厂 中，允许中断供 电时间在15s 以上的一级 负荷 中特别重要 负荷， 除两路市 电供 电外，多采用快速启动的柴油发电机组作为应急电源。也可采用独 立于两路市 电的第三 电源实现。 允许 中断供 电时间为毫秒级的 负荷，根据其特点及容量，可采用静态UPS、动 态DUPS和DC-bank等措施。 为满足集成 电路厂房供 电的可靠性，主 变压 器及配电变压 器通常需要考虑冗余 备 用，一般采用N+N备 用方式，每 两台变压 器为一组，正常运行时，每 台变压 器 负荷率按照不超过50%考虑， 当一 台变压 器检修 时，由另一 台变压 器保证本组 变 压 器所带所有 负荷。也可采用N+1的接 线方式，正常运行时，由N台变压 器运行， 当N台变压 器中某台变压 器因故检修 时，投 入备 用变压 器。 由于很 多芯片生产的核心工艺设备源于欧、美、 日等外 国公 司，所以工艺设备 的配电电压除一般 的220/380V外，常用的电压等级有：120/208V、230/400V、 278V/480V等。低压 配电系统的接地型式一般采用T N-S 系统。 根据工艺及厂务动力用电设备的需求，芯片生产厂