安科瑞戴婷 Acrel-Fanny

一、背景

政策支持

在國家鼓勵半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，本土半導(dǎo)體材料廠商不斷提升半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國半導(dǎo)體材料國產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。

需求巨大

半導(dǎo)體是許多工業(yè)整機設(shè)備的核心，普遍應(yīng)用于計算機、通信、消費電子、汽車、工業(yè)/醫(yī)療、軍事/政府等核心領(lǐng)域。為鼓勵半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，我國出臺等多項政策支持半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展，為半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的發(fā)展環(huán)境。為應(yīng)對國外技術(shù)出口管制風(fēng)險，多家中國半導(dǎo)體企業(yè)也增加了材料國產(chǎn)化率要求，加快了國產(chǎn)半導(dǎo)體材料研發(fā)進(jìn)度。

門檻高

半導(dǎo)體核心材料技術(shù)壁壘極高，國內(nèi)絕大部分產(chǎn)品自給率較低，市場被美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣地區(qū)的海外廠商所壟斷。目前，國內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)僅在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自產(chǎn)自銷，并在在靶材、電子特氣、CMP拋光材料等細(xì)分產(chǎn)品已經(jīng)取得較大突破，各主要細(xì)分領(lǐng)域國產(chǎn)替代空間廣闊，預(yù)計將促進(jìn)我國半導(dǎo)體材料行業(yè)發(fā)展。

二、企業(yè)需求

1.供電可靠

2.供電質(zhì)量可靠

3.用能安全和環(huán)境安全

4.專業(yè)全面的能源管理需求

5.提高能源效率，降低能耗成本

6.配電系統(tǒng)復(fù)雜，運維效率提升

三、解決方案

AcrelEMS-SEMI電子工廠能效管理系統(tǒng)集變電站綜合自動化、電力監(jiān)控、電能質(zhì)量分析及治理、電氣安全、能耗分析、照明控制、設(shè)備運維于一體，為建立可靠、安全、有效的工廠能源管理體系提供數(shù)據(jù)支持。

以芯片制造工廠為例，該工廠電源可分為三類即：公共電網(wǎng)電源、柴油發(fā)電機備用電源和 UPS 電源。國內(nèi)企業(yè)通常會分別簡稱為：市電、E 電和 U 電。 工藝生產(chǎn)負(fù)荷按其對于電源可靠性要求的重要性可分為3個等級：1級關(guān)鍵負(fù)荷、2 級關(guān)鍵負(fù)荷及3級關(guān)鍵負(fù)荷，重要性是逐步升高的。

以下為一個半導(dǎo)體工廠的典型電氣單線示意圖(部分)，為了提高工廠供電可靠性，采用2路110kV電源供電，設(shè)立一座110/10kV變電站，配置2000kW/10kV柴油發(fā)電機作為后備電源，在0.4kV側(cè)配置500kVA UPS用于3級關(guān)鍵負(fù)荷和部分2級關(guān)鍵負(fù)荷工藝設(shè)備供電。

每個芯片制造工廠工藝生產(chǎn)用電量與公用工程用電量比例不盡相同，通常工藝生產(chǎn)比公用工程用電量略低，但大致可以認(rèn)為比例為 1：1的關(guān)系，即各占全廠總負(fù)荷的 50% 。植入、光刻、蝕刻生產(chǎn)過程中的機臺設(shè)備、泵、高溫爐及其它一些機械設(shè)備是工藝生產(chǎn)過程中的主要用電設(shè)備，而公用工程直接參與工藝生產(chǎn)的超純水、工藝生產(chǎn)的冷卻水、氮氣及間接參與生產(chǎn)的建筑冷卻的冷凍水、清潔干燥的空氣是主要的用電大戶。

系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)特點

1.提升供電可靠：中低壓實時監(jiān)測；電能質(zhì)量監(jiān)測和提升；變壓器、發(fā)電機、UPS狀態(tài)監(jiān)測；接點溫度監(jiān)測；實時預(yù)警。

2.節(jié)能降耗：計量體系完善；能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計；能源流向分析；工藝生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測；廠務(wù)系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測；照明控制；負(fù)荷調(diào)節(jié)。

3.用能安全：電氣火災(zāi)監(jiān)測；消防設(shè)備電源監(jiān)測；防火門監(jiān)控；消防應(yīng)急照明和疏散指示監(jiān)測；環(huán)境監(jiān)測。

4.運維輔助：設(shè)備臺賬；設(shè)備保養(yǎng)提醒；工單派發(fā)；運維流程閉環(huán)；專家報告。

四、功能介紹

1.變電站綜合自動化

1.1 實時監(jiān)控

實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機保護(hù)測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等；

1.2 關(guān)鍵供配電設(shè)備監(jiān)測

監(jiān)測變壓器、柴油發(fā)電機、UPS的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數(shù)據(jù)。

1.3 故障錄波

系統(tǒng)具備故障錄波、事件順序記錄，用于分析故障波形，協(xié)助分析故障原因并改進(jìn)。

1.4 電能質(zhì)量監(jiān)測

監(jiān)測各進(jìn)線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄，進(jìn)而判斷配電系統(tǒng)擾動方向。

2.電氣安全

2.1 電能質(zhì)量治理

配置有源濾波裝置和無功補償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進(jìn)行補償和治理，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補償裝置運行情況，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

2.2 電氣火災(zāi)監(jiān)測

監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實現(xiàn)對企業(yè)電氣安全預(yù)警。

2.3 消防設(shè)備電源監(jiān)測及疏散指示

監(jiān)測消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時消防設(shè)備可以正常投入使用。

2.4 接點測溫

系統(tǒng)監(jiān)測斷路器、母排、線纜接頭、密集型母線槽接點溫度并實時預(yù)警。

3.降低能耗

3.1 計量體系搭建

為工廠搭建計量體系，顯示能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助企業(yè)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

3.2 能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采集工廠工藝用電、廠務(wù)用電、純水、氮氣、壓縮空氣等消耗量，同環(huán)比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標(biāo)煤計算和CO2排放統(tǒng)計趨勢。

3.3 工藝能耗

采集廠內(nèi)冰機系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)、MAU 系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、純水拋光系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)、氣體純化系統(tǒng)、大宗氣站、照明辦公系統(tǒng)、IT 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、工藝機臺等能耗數(shù)據(jù)。

3.4 智能照明控制

單控、區(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式。

4.運維管理

4.1 設(shè)備檔案管理

配置重要設(shè)備包括變壓器、電氣柜、高壓電纜、空調(diào)主機、水泵、醫(yī)療設(shè)備等設(shè)備信息，配置二維碼.

4.2 運維流程管理

任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消警記錄、搶修記錄、通知工單。

4.3 設(shè)備維護(hù)

在用戶維護(hù)設(shè)備的質(zhì)保期與安裝時間后對設(shè)備是否超長時間運行與過期運行進(jìn)行檢測，提醒用戶及時查看或更換相應(yīng)設(shè)備，并提示維修或更換建議。

4.4 專家報告

系統(tǒng)定期為用戶生成能耗分析報告，提供專家建議。

5.分布式光伏監(jiān)測

5.1 光伏電站收益分析

顯示平臺所接入的光伏電站所產(chǎn)生的的日/月/年/累計收益和對應(yīng)減少的碳排放。

5.2 光伏電站運行實時監(jiān)測

實時顯示光伏電站一次接線圖，光伏組串直流/交流側(cè)實時數(shù)據(jù)

5.3 逆變器運行狀態(tài)監(jiān)測

顯示單個逆變器詳細(xì)數(shù)據(jù)，包括逆變器信息、實時發(fā)電功率、日/月/年發(fā)電量、收益、發(fā)電功率及發(fā)電量趨勢曲線、直流側(cè)和交流側(cè)數(shù)據(jù)等。

6.其他功能

重點用能單位能耗數(shù)據(jù)

采集企業(yè)電、水、氣、汽、煤等能源消耗數(shù)據(jù)，對各種能源消耗指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)煤、碳排放指標(biāo)等折標(biāo)運算，清晰展示用能單位的能源消耗數(shù)據(jù)，支持手工填報，按照當(dāng)?shù)卣块T要求上傳數(shù)據(jù)。

充電樁管理

電動汽車和電瓶車充電樁管理，包括收費管理、資產(chǎn)管理。

職工公寓管理

對廠區(qū)內(nèi)職工宿舍進(jìn)行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識別管理、負(fù)載閾值管理，避免因為惡性負(fù)載引起火災(zāi)。對員工宿舍進(jìn)行水電收費管理，支持微信、支付寶等繳費方式，采集職工宿舍能耗數(shù)據(jù)

五、硬件管理

審核編輯 黃宇