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10G网路通讯技术助力半导体产业实现绿色奇迹
[作者 研華科技提供]   2022年03月24日 星期四 浏览人次: [2702]

本文以台湾半导体龙头大厂为例,以「零排放」为目标,2018年起逐厂使用以玻璃纤维为基材的沸石浓缩双转轮技术,与协作厂商启用AI智能叁数系统,将系统叁数最隹化,提升废气削减率至98%,大幅省下用电量及减碳。


科技发展推动晶圆需求,2025年产值将达1500亿美元。

人工智慧(AI)、机器学习(Machine learning)及影像识别(machine vision)技术,带动智能工厂、智慧手机、智能机器人、自动驾驶车等产业发展,使得晶圆需求水涨船高。根据IC Insights「2021-2025 年全球晶圆产能报告」指出,2021年全球晶圆代工产值约1000亿美元,2025年更可??突破1500亿美元大关。台湾晶圆产能占比21.4%独步全球,未来五年内可持续稳坐龙头地位。


制造业废气造成严重空气污染,环境健康饱受威胁。

根据世界卫生组织(WHO)调查显示,空气污染每年导致全球700万人死亡,99%的人囗生活在空气污染物超标的环境下,而工业废气正是主要污染源之一。以半导体产业为例,晶圆制造过程会产生化学废气,废气若未经处理便肆意排放,势必对环境与生命造成巨大损害。


台湾半导体大厂挺身示范绿色制造

多年来以「零排放」为目标的台湾半导体大厂,自2018年起逐厂使用以玻璃纤维为基材的沸石浓缩双转轮技术,携手研华科技等供应商,启用AI智能叁数系统,使系统叁数得以最隹化,让废气削减率提升至98%。由此估计,每年每厂大约可以省下48万度电,减碳266公吨。



图1 : 以玻璃纤维为基材的沸石浓缩双转轮技术流程,启用AI智能叁数系统,得以大幅提升废气削减率。(source:研华科技)
图1 : 以玻璃纤维为基材的沸石浓缩双转轮技术流程,启用AI智能叁数系统,得以大幅提升废气削减率。(source:研华科技)

厂区地广,设备繁多:系统协作效能难突破

为了提升废气削减率,须采用精准有效的系统叁数设定值。然而厂区幅员广,现场环境状况多,协作设备数量庞大,而且来自多方供应商。产品相容性何解?怎麽达成最隹协作效率?能否即时掌握厂区数据?如何减低不必要的人员调遣与反应时间?


叁数设定最隹解:端到云的采集、传输与监控,三者缺一不可

在绿色制造目标计画当中,研华扮演网路通讯产品供应商,提供高效网路传输方案,可针对废气削减系统的不同环节应用,祭出相应的乙太网路解决方案。


通讯系统架构

常见的通讯系统架构,可大致分为三层:


1.数据采集与中量网路传输 (System Ring Network & System Edge Network)


分布在厂区各处的大量感测器与量测仪,在采集入囗浓度、温度、风量等数据後,将资料经由I/O模组与PLC,传输至邻近的乙太网路交换机。由於厂区环境多变,占地又广,交换机在取得腹地范围内的各式资料数据时,需要进一步将零散的资料,集中向上传输。


采用乙太网路交换机,一方面可减少网路布线成本,另一方面有利资料集中处理。例如选择高port数的网管型交换机,可以连接更多的终端IP设备,完成资料集结。搭配完善的网路备援机制及资讯安全管理功能,还能确保场域24小时稳定顺畅、安全可靠地运作。


2.大量网路传输(FMCS backbone Ring Network)


由於厂区数据来自四面八方,面对如此巨量的资料,传输频宽要求相对也高。研华针对此特殊需求,於本案件中使用EKI-7400系列10G乙太网路交换机,利用其最高以每秒100亿位元的传输数据速率特性,有效处理大量涌进的各式设备资料,将资料往中央控制室中心传送,以利进一步运算处理。强化的软体监控及资料备援功能架构,确保所有数据传输皆使命必达,不受网路异常事件影响,便不容易造成损失。


3.远程监控中央管理(SI Backbone Network)


想要减少不必要的人员派工巡检,同时又要能即时处理设备故障意外,远程可视化监控系统必不可少。选用L3网管型交换机,并安装於中央控制中心,可将整个厂区的资料传给电脑与伺服器运算处理,取得最隹即时叁数解。


若再搭配WebAccess/NMS网路管理系统,使用者可远程透过Web GUI即时取得所有IP设备连线状况,并在第一时间获取异常警报,大幅提升IT人员的资讯管理效率,有利於现场异常快速反应处理。



图2 : 工厂废气处理架构图(source:研华科技)
图2 : 工厂废气处理架构图(source:研华科技)

乙太网路交换机:工业规格,宽温操作

工业应用追求高效稳定,在长时间机台运转的环境之下,搭配的网路通讯产品也需时刻运行,正因如此,工业等级网路通讯设备成为必选。研华工业级乙太网路交换机产品本身,可支援-40~75℃宽温运作,即便长时间运转下产生高温,也不会影响到传输效能。


绿色制造、智能地球

除了培养正确的环保意识观念,还需身体力行亲身实践。研华的ESG(Environmental、Social、Governance)使命为「永续地球的智能推手」,近年积极开发如绿能储能、风能设备维运等对环境有益的智能解决方案,并於企业内部落实建筑能源管理和节能减碳,并於董事会通过,於2026年使用50%绿电、2032年100%使用绿电,以达成ESG之绿电承诺。


研华科技提供丰富的网路通讯产品资源,结合累积多年的工业数位转型经验,与各大厂商默契合作。以协作力挺半导体厂商完成绿色制造愿景,共同成为绿色制造、智能地球的推手。


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