Zavádění udržitelnosti do výroby polovodičů

Navrhování pro budoucnost s nízkými emisemi uhlíku

Návrh nízkoemisních budov přesahuje pouhé zlepšení provozní účinnosti. Vyžaduje komplexní přístup, který zohledňuje uhlíkovou stopu, výběr materiálů, územní plánování, konfiguraci inženýrských sítí a přizpůsobivý návrh budov s ohledem na dlouhodobé potřeby. Zásady oběhového hospodářství hrají v tomto přístupu ústřední roli tím, že přesouvají důraz z lineárních modelů „vybuduj a zlikviduj“ směrem k navrhování zařízení, která minimalizují odpad, prodlužují životnost aktiv a umožňují opětovné použití, kdekoli je to možné.

„Ve výrobě polovodičů jsou výsledky v oblasti udržitelnosti do značné míry určeny dlouho předtím, než je zařízení uvedeno do provozu,“ vysvětluje Padmaja. „Raná rozhodnutí o návrhu, způsob konfigurace inženýrských sítí, výběr materiálů a způsob nakládání s odpadními toky určují environmentální výkonnost na desítky let. Právě v tom spočívá největší příležitost.“

Ve společnosti Exyte se tento způsob uvažování promítá do nasazených inženýrských řešení, která upřednostňují měřitelný dopad a dlouhodobou provozuschopnost. Kromě elektrické účinnosti a účinnosti chlazení je jedním z nejdůležitějších faktorů snižování přímých emisí procesních plynů (Scope 1) vznikajících při leptání a čištění komor.

Klíčovým přístupem je integrace snižování emisí skleníkových plynů (GHG) do celkové koncepce odvodu odpadních plynů, například prostřednictvím centralizovaného systému snižování emisí navrženého pro zpracování perfluorovaných uhlovodíků (PFC) s vysokým potenciálem globálního oteplování ve velkém měřítku. Tento systém představuje spolehlivou alternativu k tradičním systémům v místě použití a umožňuje efektivnější plánování provozu a údržby.

To dokládá úspěšné zavedení prvního centralizovaného systému snižování emisí skleníkových plynů v Singapuru v provozovaném závodě na výrobu polovodičů, který snižuje emise PFC přibližně o 95 procent a získal zlatou medaili v soutěži Project of the Year (POY) Awards 2025 pořádané singapurskou pobočkou PMI.

Dekarbonizace technických systémů výrobních závodů prostřednictvím integrovaného návrhu

Systémy podpůrných služeb představují významný podíl na ekologické stopě polovodičového závodu. Rozvod elektrické energie a chladicí infrastruktura významně přispívají k poptávce po elektřině, zatímco systémy pro nakládání s odpadními procesními plyny a systémy pro snižování emisí jsou klíčové pro snížení přímých emisí skleníkových plynů z výroby.

Návrh zaměřený na dekarbonizaci proto vyžaduje vyvážení účinnosti a spolehlivosti. Inženýrská práce v rané fázi umožňuje vyhodnotit různé konfigurace podpůrných systémů, strategie redundance a koncepce úspory energie ještě před zahájením výstavby.

Padmaja dodává: „Společnost Exyte využívá technologie virtuálního uvedení do provozu a digitálních dvojčat k digitální simulaci, integraci a optimalizaci výkonu systémů technických zařízení ještě před fyzickým uvedením do provozu. To může snížit závislost na tradičních manuálních technikách uvádění do provozu, což pomáhá zkrátit časové lhůty a zároveň zvyšuje jistotu ohledně chování systému v různých provozních scénářích.“

Řízení odpadů z rozpouštědel podle principů oběhového hospodářství

Zatímco výroba polovodičových destiček v počáteční fázi často přitahuje největší pozornost, operace balení a montáže v závěrečné fázi představují specifické výzvy v oblasti udržitelnosti. Používání rozpouštědel může být v těchto prostředích nezbytné pro čištění a zpracování, vytváří však komplexní toky odpadu, které vyžadují pečlivé nakládání.

Myšlení v duchu cirkulární ekonomiky přetváří odpad z rozpouštědel spíše na výzvu v oblasti řízení zdrojů než na problém likvidace. Strategie zpětného získávání, opětovného použití a nahrazování mohou snížit objemy odpadu a dopad na životní prostředí, jsou-li od samého počátku začleněny do návrhu zařízení a procesů.

Začlenění principů cirkulární ekonomiky i mimo provoz

Úvahy o udržitelnosti se stále více rozšiřují nad rámec každodenního provozu a zahrnují stavební materiály, modularitu a dopady na životní cyklus aktiv. Moduly zařízení Off Site Manufacturing (OSM) společnosti Exyte mohou snížit množství odpadu na místě a umožnit budoucí postupné rozšiřování díky modulárním konceptům typu „plug and play“. 4D modelování stavebních informací (BIM) podporuje digitálně optimalizované plánování a koordinaci výstavby; navíc umožňuje včasnou detekci kolizí mezi systémy a konstrukcemi čistých prostor ještě před výrobou a instalací.

„V Singapuru, kde jsou dlouhodobá efektivita využívání půdy a ochrana životního prostředí národními prioritami, podporuje navrhování polovodičových zařízení s ohledem na přizpůsobivost jak udržitelnost, tak ekonomickou odolnost,“ říká Padmaja. Zařízení, která se mohou v průběhu času vyvíjet, snižují dopad na životní prostředí a zároveň si zachovávají konkurenceschopnost v rychle se měnícím odvětví.

Spolupráce jako katalyzátor udržitelného růstu

Výzvy v oblasti udržitelnosti při výrobě polovodičů nelze řešit izolovaně. Pro urychlení pokroku je nezbytná spolupráce v rámci celého ekosystému, včetně vlastníků, inženýrů, dodavatelů a regulačních orgánů. Rozšíření tohoto přístupu založeného na spolupráci na nízkouhlíkový design, cirkulární ekonomiku a správu bude mít zásadní význam s tím, jak bude odvětví dále růst.

Závod Siltronic FabNext, realizovaný společností Exyte v Singapuru, je přesvědčivým příkladem: projekt získal certifikaci BCA Green Mark Gold a byl oceněn cenou „Projekt roku“ od Singapurského institutu projektového řízení (SPMI) a také cenou Singapore Business Review (SBR) International Business Award v kategorii průmyslové výstavby v roce 2024, čímž prokázal špičkový výkon výrobního závodu spolu s věrohodnými výsledky v oblasti udržitelnosti.

Ve společnosti Exyte je udržitelnost řešena systematicky a je integrována do způsobu plánování, projektování a realizace projektů. S tím, jak se vyvíjejí očekávání klientů a postupuje technologický pokrok, bude udržitelnost i nadále ústředním hnacím motorem všech projektů, které společnost Exyte realizuje.

To se řídí jasnými výkonnostními cíli, jako je závazek společnosti dosáhnout do roku 2040 nulových emisí v provozu. Tento závazek se odráží v přístupu založeném na designu a řízeném inženýrstvím, který integruje energetickou účinnost a cirkulární ekonomiku do zařízení již od nejranějších fází plánování, což klientům umožňuje splnit regulační požadavky a zároveň vybudovat odolné provozní systémy připravené na budoucnost.