Integrering af bæredygtighed i halvlederproduktionen

Design med henblik på en fremtid med lave CO₂-udledninger

Design af kulstoffattige anlæg handler om mere end blot at forbedre driftseffektiviteten. Det kræver en helhedsorienteret tilgang, der tager højde for indbygget kulstof, materialevalg, arealplanlægning, konfiguration af forsyningsanlæg og fleksibelt bygningsdesign, der imødekommer langsigtede behov. Principperne for cirkulær økonomi spiller en central rolle i denne tilgang ved at flytte fokus fra lineære modeller med opførelse og bortskaffelse til at designe anlæg, der minimerer affald, forlænger anlæggenes levetid og muliggør genbrug, hvor det er muligt.

»Inden for halvlederproduktion bestemmes bæredygtighedsresultaterne i vid udstrækning længe før et anlæg tages i brug,« forklarer Padmaja. »Tidlige designbeslutninger – hvordan forsyningssystemerne konfigureres, hvordan materialerne vælges, og hvordan affaldsstrømmene håndteres – fastlægger miljøpræstationen i årtier. Det er her, den største mulighed ligger.«

Hos Exyte omsættes denne tankegang til implementerede tekniske løsninger, der prioriterer målbar effekt og langsigtet driftsdygtighed. Ud over elektrisk og køleeffektivitet er en af de mest afgørende faktorer at reducere de direkte (Scope 1) procesgasemissioner fra ætsnings- og kammerrensningsprocesser.

En central tilgang er integrationen af reduktion af drivhusgasser (GHG) i det overordnede udstødningskoncept, f.eks. et centraliseret rensningssystem, der er designet til at behandle perfluorcarboner (PFC’er) med højt globalt opvarmningspotentiale i stor skala. Dette udgør et robust alternativ til traditionelle systemer ved brugsstedet og muliggør en mere effektiv drifts- og vedligeholdelsesplanlægning.

Dette blev demonstreret ved den vellykkede levering af Singapores første centraliserede system til reduktion af drivhusgasser til et aktivt halvlederproduktionsanlæg, som reducerer PFC-emissionerne med ca. 95 procent og vandt guld ved Project of the Year (POY) Awards 2025 uddelt af PMI Singapore Chapter.

Dekarbonisering af fabriksforsyningssystemer gennem integreret design

Forsyningssystemerne tegner sig for en betydelig del af et halvlederanlægs miljøaftryk. Strømforsyning og køleinfrastruktur bidrager i høj grad til elforbruget, mens systemer til håndtering og reduktion af procesgasudledninger er afgørende for at reducere de direkte drivhusgasemissioner fra produktionen.

Design med henblik på dekarbonisering kræver derfor en afvejning mellem effektivitet og pålidelighed. Ingeniørarbejde i de tidlige faser gør det muligt at evaluere forskellige konfigurationer af forsyningssystemer, redundansstrategier og energibesparende koncepter, inden byggeriet påbegyndes.

Padmaja tilføjer: »Exyte anvender virtuel idriftsættelse og digital tvilling-teknologier til digitalt at simulere, integrere og optimere forsyningssystemernes ydeevne inden den fysiske idriftsættelse. Dette kan mindske afhængigheden af traditionelle manuelle idriftsættelsesteknikker, hvilket bidrager til at forkorte tidsplanerne og samtidig øge tilliden til systemets adfærd under forskellige driftsscenarier.«

Håndtering af opløsningsmiddelaffald efter cirkulære principper

Mens waferfremstillingen i front-end-fasen ofte tiltrækker mest opmærksomhed, udgør back-end-pakning og samling særlige bæredygtighedsudfordringer. Anvendelse af opløsningsmidler kan være afgørende for rengøring og forarbejdning i disse miljøer, men det genererer komplekse affaldsstrømme, der kræver omhyggelig håndtering.

Tankegangen omkring cirkulær økonomi omdefinerer opløsningsmiddelaffald som en udfordring inden for ressourcehåndtering snarere end et bortskaffelsesproblem. Strategier for genvinding, genbrug og substitution kan reducere affaldsmængderne og miljøpåvirkningen, når de indarbejdes i anlægs- og procesdesignet fra starten.

Integrering af cirkulær økonomi ud over driften

Overvejelser om bæredygtighed rækker i stigende grad ud over den daglige drift og omfatter nu også byggematerialer, modularitet og indvirkningen på anlæggenes livscyklus. Exytes Off Site Manufacturing (OSM)-anlægsmoduler kan reducere affaldet på selve anlægsstedet og muliggøre en fremtidssikret, trinvis udvidelse gennem modulære plug-and-play-koncepter. 4D-BIM (Building Information Modelling) understøtter digitalt optimeret byggeplanlægning og -koordinering; desuden muliggør det tidlig påvisning af konflikter mellem systemer og renrumsstrukturer inden fremstilling og installation.

»I Singapore, hvor langsigtet effektiv udnyttelse af arealer og miljøforvaltning er nationale prioriteter, understøtter design af halvlederanlæg med fokus på tilpasningsevne både bæredygtighed og økonomisk modstandsdygtighed,« siger Padmaja. Anlæg, der kan udvikle sig over tid, reducerer miljøpåvirkningen og opretholder samtidig konkurrenceevnen i en hurtigt udviklende branche.

Samarbejde som katalysator for bæredygtig vækst

Bæredygtighedsudfordringerne inden for halvlederproduktion kan ikke løses isoleret. Samarbejde på tværs af økosystemet, herunder ejere, ingeniører, leverandører og tilsynsmyndigheder, er afgørende for at fremskynde fremskridtet. At udvide denne samarbejdsbaserede tilgang til kulstoffattigt design, cirkulær økonomi og styring vil være afgørende, i takt med at branchen fortsætter med at vokse.

Siltronic FabNext-anlægget, der er leveret af Exyte i Singapore, er et overbevisende eksempel: projektet opnåede BCA Green Mark Gold-certificering og blev kåret som Årets Projekt af Singapore Project Management Institute (SPMI) samt tildelt Singapore Business Review (SBR) International Business Award i kategorien Industriel Byggeri i 2024, hvilket demonstrerer fabrikspræstationer i verdensklasse sideløbende med troværdige bæredygtighedsresultater.

Hos Exyte håndteres bæredygtighed systematisk og integreres i den måde, projekter planlægges, udformes og gennemføres på. I takt med at kundernes forventninger udvikler sig og teknologierne skrider frem, vil bæredygtighed fortsat være en central drivkraft i alle de projekter, Exyte gennemfører.

Dette styres af klare præstationsmål, såsom virksomhedens forpligtelse til at opnå en netto-nul-drift senest i 2040. Denne forpligtelse afspejles i en designorienteret og ingeniørdrevet tilgang, der integrerer energieffektivitet og cirkulær økonomi i anlæggene allerede fra de tidligste planlægningsfaser, hvilket gør det muligt for kunderne at opfylde lovgivningsmæssige krav og samtidig opbygge robuste, fremtidssikrede driftsforhold.