In Oost-Duitsland, in het hart van Silicon Saxony, staat een halfgeleiderfabriek die zowel complexiteit als schaalgrootte belichaamt. Dit grootschalige project breidt een bestaande productielocatie uit en omvat ongeveer 78.000 vierkante meter fabrieksruimte, een cleanroom van 22.000 vierkante meter en een Central Utilities Building (CUB) van 40.000 vierkante meter, allemaal ontworpen om de volgende generatie halfgeleiderproductie te ondersteunen.
Exyte kreeg het project in 2023 toegewezen, waarmee dit het op één na grootste EPC-contract (Engineering, Procurement and Construction) in Continentaal Europa voor het bedrijf werd. Het project toont aan dat Exyte in staat is om zeer complexe, grootschalige faciliteiten snel, nauwkeurig en met hoge kwaliteit op te leveren. Het onderstreept tevens de kracht van de geïntegreerde aanpak van het bedrijf, van ontwerp tot uitvoering.
De fabriek, die op een beperkt terrein is gebouwd, beschikt over een uitgebreide ondergrondse infrastructuur voor nutsvoorzieningen en is grotendeels geprefabriceerd.
Een nieuwe kijk op conventionele ontwerpbenaderingen
Om het project binnen de aanzienlijke ruimtebeperkingen succesvol te realiseren, moest Exyte de conventionele ontwerpbenaderingen herzien. In plaats van naar buiten uit te breiden, was de oplossing om naar beneden te bouwen, waardoor een beperking werd omgezet in een kenmerkend element van het project. In tegenstelling tot de meeste halfgeleiderfabrieken, waar belangrijke ondersteunende gebouwen zoals het Central Utilities Building (CUB) rondom de hoofdfabriek zijn gelegen, liet de beperkte oppervlakte geen ruimte voor horizontale uitbreiding. Het antwoord van Exyte was om het grootste deel van de technische infrastructuur ondergronds te brengen.„Alleen al de ondergrondse werkzaamheden waren iets wat we op deze schaal nog niet eerder in Europa hadden gezien“, voegt Mark Britton, assistent-projectdirecteur, toe. De onderste verdiepingen van het gebouw herbergen nu uitgebreide ondersteuningssystemen, die de ruggengraat van de faciliteit vormen. Afvalwaterzuiveringssystemen met opslagtanks tot 25 kubieke meter staan naast grote koelinstallaties, infrastructuur voor elektriciteitsdistributie en grootschalige wateropslagsystemen, allemaal zorgvuldig geïntegreerd onder het maaiveld.
Deze technisch geavanceerde ondergrondse indeling loste niet alleen het ruimteprobleem op, maar maakte ook een optimaal gebruik van de beschikbare bovengrondse oppervlakte mogelijk, waardoor de productieruimtes konden worden gemaximaliseerd met behoud van efficiëntie, veiligheid en operationele veerkracht op de lange termijn.
Manuel Magg, projectdirecteur bij Exyte
Parallelle voortgang bij productie buiten de locatie
Exyte maakte bij dit project intensief gebruik van OSM als strategische oplossing om een snellere oplevering te garanderen en tegelijkertijd de ruimtelijke beperkingen aan te pakken. Hele delen van de interne infrastructuur van de fabriek, waaronder de systemen voor chemicaliën, gas, water, afvalwater en afzuiging, werden vooraf geassembleerd in het naburige Tsjechië door Exentec, een dochteronderneming van Exyte. Deze systemen werden ingebouwd in grote, volledig geïntegreerde modules van ongeveer zeven bij drie meter, waarna ze naar Dresden werden vervoerd en direct op hun plaats werden gehesen.
„Dankzij OSM konden we de meest complexe installatiewerkzaamheden elders uitvoeren”, legt Magg uit. „Toen de modules op de bouwplaats aankwamen, konden ze zeer snel worden geïnstalleerd, in plaats van stuk voor stuk te moeten worden gemonteerd in een zeer smal gebouw. Deze aanpak verbeterde de veiligheid en de planning en vereenvoudigde de logistiek door de risico’s op de bouwplaats te verminderen en parallelle fabricage en installatie mogelijk te maken.”
Adjunct-projectdirecteur, Mark Britton
OSM verticaal
Er moest een netwerk van verticale schachten van ongeveer 45 meter hoog worden aangelegd om gassen, chemicaliën en nutsvoorzieningen door het gebouw te leiden. Als deze systemen ter plaatse zouden worden geïnstalleerd, zouden er op hoogte buizen met een diameter tot wel één meter moeten worden gehesen en gelast, wat de toegang aanzienlijk zou beperken en de voortgang zou vertragen. In plaats daarvan ontwierp Exyte grote verticale stijgleidingssecties, met een hoogte tussen de 18 en 20 meter, als volledig afgewerkte assemblages. Deze werden van bovenaf via het open dak naar binnen gehesen, op hun plaats bevestigd en achtereenvolgens in de schachten gestapeld. „Hoewel deze aanpak extra engineeringwerk in de aanloop vereiste, zorgde het voor een kortere installatietijd en minder drukte op de bouwplaats“, legt Britton uit.„Alleen al de ondergrondse werkzaamheden waren iets wat we op deze schaal nog niet eerder in Europa hadden gezien“, voegt Mark Britton, assistent-projectdirecteur, toe. De onderste verdiepingen van het gebouw herbergen nu uitgebreide ondersteuningssystemen, die de ruggengraat van de faciliteit vormen. Afvalwaterzuiveringssystemen met opslagtanks tot 25 kubieke meter staan naast grote koelinstallaties, infrastructuur voor elektriciteitsdistributie en grootschalige wateropslagsystemen, allemaal zorgvuldig geïntegreerd onder het maaiveld.
Deze technisch geavanceerde ondergrondse indeling loste niet alleen het ruimteprobleem op, maar maakte ook een optimaal gebruik van de beschikbare bovengrondse oppervlakte mogelijk, waardoor de productieruimtes konden worden gemaximaliseerd met behoud van efficiëntie, veiligheid en operationele veerkracht op de lange termijn.
Een volledig geprefabriceerde subfabriek
Misschien wel de belangrijkste toepassing van OSM was in de subfab, het deel van de faciliteit waar productiegereedschappen worden aangesloten op distributiesystemen zoals ultrazuiver water en proceschemicaliën. De sub-fab, met een oppervlakte van ongeveer 15.000 vierkante meter, werd al in een vroeg stadium van het project aangewezen als een onderdeel dat voor 100 procent buiten de locatie zou worden vervaardigd. „Alle hoofdleidingen – dat zijn de belangrijkste distributielijnen voor kritieke voorzieningen zoals ultrazuiver water en proceschemicaliën – evenals de secundaire leidingen en aftakkingen zijn geprefabriceerd”, merkt Britton op. „Bij andere faciliteiten wereldwijd bedraagt het aandeel van OSM op dit gebied soms 60 of 70 procent, maar voor dit project zijn we er volledig voor gegaan.” Ongeveer 20 procent van de totale projectomvang werd uitgevoerd met behulp van OSM, een aanzienlijk aandeel gezien de schaal van het project. Nog belangrijker was dat hierdoor meerdere fasen parallel konden worden uitgevoerd.
Planning voor complexiteit
Bij projecten van deze omvang hangt het succes evenzeer af van planning en risicobeheer als van technische expertise. De teams hebben zich hier al in een vroeg stadium gericht op het identificeren van kritieke risico’s en het achteruitwerken vanaf vaste mijlpalen om de algehele planning te waarborgen.
Een voorbeeld hiervan was het ultrapuurwatersysteem, dat essentieel is voor de kwalificatie van de apparatuur. “Uit ervaring weten we dat het tot wel acht weken kan duren voordat systemen zoals ultrapuurwater aan de specificaties voldoen”, zegt projectmanager Colin O’Kane. „Daarom hebben we achteruit gepland en al in een vroeg stadium een tijdelijk systeem geïnstalleerd. Dankzij die beslissing bleef de projectplanning gewaarborgd.”
Deze gedisciplineerde aanpak weerspiegelt een bredere mentaliteit: zoals Manuel Magg benadrukt, maakt het investeren van tijd in zorgvuldige planning een snelle, effectieve uitvoering mogelijk. De fabriek is nu operationeel en produceert vermogenshalfgeleiders, mixed-signal-chips, analoge schakelingen en micro-elektronica voor kunstmatige intelligentie, waarmee ze een sleutelrol speelt bij het vormgeven van de technologieën van morgen.