Giảm lượng khí carbon trong quy trình sản xuất bán dẫn bằng tia hồng ngoại tần số ngắn
Nếu chúng ta thực sự muốn đạt được mục tiêu trung hòa khí carbon trong quy trình sản xuất bán dẫn, chúng ta cần ngừng việc sử dụng nhiệt để làm nóng mọi thứ chỉ nhằm mục đích làm nóng một thiết bị duy nhất. Phương pháp sưởi ấm truyền thống là một cách lãng phí năng lượng. Đó giống như việc cố gắng làm nóng một miếng bánh pizza bằng cách làm nóng toàn bộ căn nhà vậy.
Đó chính là lúc tia hồng ngoại tần số ngắn (SWIR) phát huy tác dụng. Thay vì làm nóng không khí, chúng ta sử dụng năng lượng bức xạ có chọn lọc. Đây là cách hiệu quả hơn nhiều.
Tại sao vật lý lại quan trọng?
Điểm nổi bật của tia hồng ngoại tần số ngắn là nó truyền năng lượng thông qua bức xạ điện từ. Bạn sẽ không lãng phí năng lượng để làm nóng thân máy hay không khí xung quanh nữa. Năng lượng được truyền trực tiếp vào wafer. Bằng cách sử dụng bước sóng từ 0,7 đến 2,5 µm, chúng ta có thể loại bỏ hiện tượng chậm trễ trong việc làm nóng. Thời gian khởi động cũng giảm đi đáng kể. Vì thiết bị không phải hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, nên lượng điện tiêu thụ trên mỗi wafer cũng giảm đáng kể.
Các yếu tố cần lưu ý
Để tạo ra lượng nhiệt cần thiết, chúng ta sử dụng các bóng đèn thạch anh công suất cao. Đây không phải là những chiếc bóng đèn thông thường. Chúng ta sử dụng ống chứa halogen để tránh tình trạng sợi dây tóc bên trong bóng đèn bị nóng chảy do nhiệt độ cao. Chúng ta cũng sử dụng các bộ điều khiển chính xác để đảm bảo rằng nhiệt độ không vượt quá mức mong muốn. Nhưng cũng có một nhược điểm: khi dùng công suất 2kW+ trong một không gian nhỏ, nhiệt độ sẽ tăng lên rất nhanh. Hệ thống làm mát phải hoạt động một cách hiệu quả. Nếu hệ thống làm mát không thể loại bỏ hết nhiệt từ các linh kiện điện tử, chúng sẽ bị hỏng. Đó là một thách thức cần được giải quyết.
Tạo ra “nhà máy xanh” thực sự
Điều tuyệt vời nhất là việc thay thế các bộ sưởi truyền thống bằng các bộ sưởi bằng tia hồng ngoại giúp giảm lượng năng lượng tiêu thụ. Không còn phải lãng phí năng lượng vào các chu trình làm nóng kéo dài nữa. Chúng ta có thể sử dụng chúng thay thế cho các bộ sưởi cũ một cách dễ dàng. Bạn không cần phải thay đổi cơ sở hạ tầng hay mua thiết bị mới; chúng chỉ cần được lắp đặt vào vị trí đã có sẵn.
Việc giảm lượng khí carbon không phải là việc tìm ra một bộ phận kỳ diệu nào đó. Đó là việc ngăn chặn việc lãng phí năng lượng khi các thiết bị chỉ hoạt động trong tình trạng chờ. Với tia hồng ngoại tần số ngắn, chúng ta có thể khởi động thiết bị trong vài miligiây. Chúng ta chỉ tiêu thụ năng lượng khi thực sự cần thiết. Rất đơn giản thôi.