半導(dǎo)體制造中的不間斷電源應(yīng)用可確保清潔、穩(wěn)定和持續(xù)的電源。這有助于防止晶圓缺陷，并保護(hù)工廠擁有的價(jià)值數(shù)百萬美元的工具。在納米尺度測(cè)量的過程中，即使是微秒級(jí)的中斷也會(huì)影響產(chǎn)量并擾亂生產(chǎn)計(jì)劃。

半導(dǎo)體制造將精度推向極限。晶圓生產(chǎn)、光刻和蝕刻依賴于一致的電能質(zhì)量來保持對(duì)準(zhǔn)和精度。突然的電壓降可能會(huì)使光刻過程中的曝光模式錯(cuò)位，而意外的浪涌可能會(huì)導(dǎo)致過度蝕刻或部分電路形成。

這也意味著，像閃爍這樣小的干擾可能會(huì)停止生產(chǎn)線，迫使代價(jià)高昂的重新啟動(dòng)。敏感的潔凈室環(huán)境依賴于穩(wěn)定的電壓來防止污染物通過設(shè)備故障引入。電能質(zhì)量的任何偏差都會(huì)直接轉(zhuǎn)化為良率損失、晶圓浪費(fèi)和停機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)。

一、為什么不間斷電源在半導(dǎo)體晶圓廠中是關(guān)鍵系統(tǒng)：

半導(dǎo)體設(shè)施中的不間斷電源系統(tǒng)是基礎(chǔ)設(shè)施的核心部分，可保持生產(chǎn)穩(wěn)定、工具安全以及流程不間斷運(yùn)行。即使是短暫的電源問題也可能導(dǎo)致代價(jià)高昂的停機(jī)。

高質(zhì)量的不間斷電源可滿足以下問題：

即時(shí)切換到電池或備用電源，無明顯延遲。

諧波失真濾波，保護(hù)敏感電路。

電壓暫降和瞬態(tài)抑制，達(dá)到或超過SEMIF47抗擾度。

連續(xù)的潔凈室氣流，以保持污染控制的活躍。

根據(jù)備份需求對(duì)控制單元和整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

1-5kVA的小型UPS單元通常可以保護(hù)控制系統(tǒng)，而全設(shè)備覆蓋可能需要100kVA或更多。

二、半導(dǎo)體晶圓廠的代表性備份靶點(diǎn)：

1．半導(dǎo)體制造設(shè)備：數(shù)百種工藝工具在晶圓廠中運(yùn)行，每種工具都有自己的電力需求。UPS可以僅備份控制單元或整個(gè)系統(tǒng)，具體取決于風(fēng)險(xiǎn)狀況。備用持續(xù)時(shí)間通常為1到5分鐘，以允許發(fā)電機(jī)切換或安全關(guān)閉。

2．整層或生產(chǎn)線：小于一秒的電壓驟降（例如雷電）即使控制單元保持活動(dòng)狀態(tài)，也會(huì)停止設(shè)備的電源部分。重新啟動(dòng)這些系統(tǒng)速度緩慢且成本高昂。大型UPS裝置通常包括多個(gè)200-300kVA裝置，以確保整條生產(chǎn)線或地板繼續(xù)運(yùn)行。

3．儀表系統(tǒng)：溫度、壓力和流量監(jiān)測(cè)設(shè)備可保持過程穩(wěn)定性。由于這些通常使用單相100V電源運(yùn)行，因此它們需要與主要三相系統(tǒng)分開的UPS保護(hù)。備份可能會(huì)持續(xù)幾分鐘到幾小時(shí)，具體取決于發(fā)電機(jī)是否在使用中。

三、半導(dǎo)體不間斷電源的主要特點(diǎn)：

半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)工業(yè)不間斷電源有一些最苛刻的要求。理想的系統(tǒng)應(yīng)將精密工程與長(zhǎng)期可靠性相結(jié)合。這意味著它應(yīng)該提供：

1．超低諧波失真：高端制造設(shè)備對(duì)功率波形質(zhì)量高度敏感。高質(zhì)量的不間斷電源應(yīng)將總諧波失真（THD）限制在遠(yuǎn)低于2%，確保敏感電子設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

2．極快的傳輸時(shí)間：即使是4-8毫秒的延遲也會(huì)導(dǎo)致過程不穩(wěn)定。半導(dǎo)體不間斷電源系統(tǒng)經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，傳輸時(shí)間接近零，可立即切換到電池或備用電源，而不會(huì)影響負(fù)載電壓。

3．部分負(fù)載下的高效率：半導(dǎo)體工具通常根據(jù)生產(chǎn)周期在不同的負(fù)載下運(yùn)行。保持高轉(zhuǎn)換效率（即使在部分負(fù)載下也高于95%）的不間斷電源有助于在不犧牲電能質(zhì)量的情況下降低熱量輸出和能源成本。

4．高級(jí)監(jiān)測(cè)和控制：設(shè)施范圍的不間斷電源應(yīng)與SCADA或?qū)Ｓ帽O(jiān)控平臺(tái)集成，提供有關(guān)電壓、電流、電池健康狀況和事件日志的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這允許主動(dòng)維護(hù)和即時(shí)警報(bào)，以避免代價(jià)高昂的意外情況。

5．強(qiáng)大的濾波和浪涌保護(hù)：合適的不間斷電源不僅必須處理停電，還必須處理工業(yè)環(huán)境中常見的電噪聲、尖峰和浪涌。強(qiáng)大的濾波可確保敏感的納米級(jí)工藝不受上游干擾的影響。

這些系統(tǒng)為以納米為單位測(cè)量誤差范圍的環(huán)境提供寬電壓調(diào)節(jié)范圍、多層保護(hù)和無與倫比的穩(wěn)定性。

四、不間斷電源在半導(dǎo)體制造中的優(yōu)勢(shì)：

1．防止晶圓損壞：當(dāng)光刻等工藝中斷時(shí)，部分完成的晶圓就無法挽救。不間斷電源通過確保不間斷的過程電源來防止這些代價(jià)高昂的損失，直到系統(tǒng)可以在主電網(wǎng)或備用發(fā)電機(jī)上恢復(fù)。

2．產(chǎn)量最大化：一致的功率意味著一致的輸出質(zhì)量。穩(wěn)定的不間斷電源系統(tǒng)可以消除電壓波動(dòng)引起的缺陷，直接影響晶圓符合嚴(yán)格質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的比例。

3．確保連續(xù)生產(chǎn)：半導(dǎo)體晶圓廠的停機(jī)時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致供應(yīng)鏈延誤和合同處罰。不間斷電源保護(hù)確保連續(xù)生產(chǎn)，即使在外部電網(wǎng)不穩(wěn)定的情況下也是如此。

4．保護(hù)價(jià)值數(shù)百萬美元的設(shè)備：光刻機(jī)、沉積系統(tǒng)和蝕刻工具是制造業(yè)中最昂貴的資產(chǎn)之一。穩(wěn)定、穩(wěn)壓的電源可延長(zhǎng)其使用壽命并最大限度地減少計(jì)劃外維護(hù)。

結(jié)論：

該行業(yè)的不間斷電源系統(tǒng)必須提供連續(xù)、清潔和精確調(diào)節(jié)的電源，以保護(hù)工藝、設(shè)備和生產(chǎn)良率。對(duì)于需要納米級(jí)精度的晶圓廠來說，具有極高可靠性和性能的不間斷電源是確保運(yùn)作的保障。