台积电冷却系统再进化,引进AI增加芯片良率

台积电是全球芯片代工领域的龙头,当然创新研发能力也不可小觑,多年来积极地改进厂务系统,如今更引进人工智能技术,创造更有效率的工业环境。

台积电为了在芯片生生产机制程中有效替主机系统进行降温,使用了冰水冷却系统。当然这不算是创新,类似的系统其实在许多制造业中经常见,数十年前就有在运用。但在半导体业中,降温系统又显得特别重要,所以一直以来,台积电都持续在这方面进行改进,甚至拥有自己的冰水系统技术蓝图。

尤其据台积电分析,光冰水降温系统其实就占工厂整体耗电量相当大的一部分,在先进制程持续发展下,如何提升降温效率并同时顾及节能便成为很大的课题。而如今,台积电应用了大数据分析,成功开发出业界第一个冰水系统最适节能控制程序,大幅改善整体设备运转性能,预计每年将节省1.8亿度的用电量,相当可观。

智能工业典范

台积电表示,空调系统在节能策略上一直是关键角色,半导体厂厂务用电平均占全厂用电近47%,其中又以空调设备耗为最大宗,占厂务用电近60%,所以这是最有效益的节能投资领域。目前公司使用的是双温度冰水冷却系统,冰机运转负载更低,并取消锅炉以热回收系统替代,并应用大数据分析,在不同季节及环境下,动态调整水温。

因为通过引进IT技术,可以更好的协调整体系统运行,比专注于单一设备的节能效益更佳。所以台积电其实在前年就完成收集50万笔与外气、空调、制程冷却水及散热排气相关的运转数据后,结合冰水主机的莫里尔曲线及冰水泵、冷却水泵、冷却水塔等性能曲线,以回归分析开发出业界首创的冰水节能技术。

而如今人工智能技术的发展更能将温度精确控制在正负2℃,节能效率增至19%,并且在今年初成功导入全球12座12英寸芯片厂,不仅省电更能提升芯片良率,从这些不起眼的小地方进一步累计出领先全球的竞争力。

(首图来源:TSMC)