电子行业科创中心系列白皮书⑨-国外芯片制造工厂配电架构分析.pdf

电子行业工厂包括了芯片、显示屏、电动车电池等不同产品的制造企业。由于产品不同、生产工艺不同，同时每个企业在生产过程中的价值主张和关注的重点也不尽相同，由此导致供配电架构存在着较大差异。本文主要针对国内外一些知名半导体芯片制造工厂的供配电架构及其设计中的共性内容做一概述，其它电子产品制造工厂供配电架构可参考本文所述内容。

作者简介

田连刚

施耐德电气全球ELECTRA配电系统能力中心、施耐德(中国)行业应用与开发团队配电专家，目前主要负责在电子和医疗保健两个行业的配电架构、解决方案及相关配电产品的技术工作。2003年加入施耐德电气公司，从事过业务拓展、投标报价、项目管理、工程设计、解决方案开发及其团队管理工作。加入施耐德电气之前，在国内顶级大型设计院和国际知名工程公司有过近20年的配电设计和项目管理工作经历。

1.1半导体芯片制造背景

了解半导体业务的背景和特征是供配电架构设计的第一步。

半导体芯片制造是一项非常成熟的业务，主要体现在24/7全天候运行模式，而这种运行模式已经有几十年的历史。

对于一个新建芯片制造工厂，每个企业都会根据工厂所在国家和地区的相关规范和规定以及企业自身的运行习惯和关注点，最终确定工厂的供配电架构。因此很多半导体制造企业也逐步形成了各自的“标准供配电架构”,咨询公司或EPC承包商将会参照企业的“标准配电架构”并结合企业的需求设计供配电架构并编写项目招标文件中，从而确定最终的合格配电产品及其供应商。

1.2半导体芯片制造企业的关注点

企业的关注点是供配电架构设计的重要因素之一。每个半导体企业的关注点不尽相同，从施耐德电气在半导体行业的经验以及与一些国际知名半导体企业的研讨中得知，企业的关注点和发展趋势主要集中在以下几个方面，针对这些关注点施耐德电气制订了相应的解决方案。

·总体拥有成本(TCO)

建厂时的配电设施资本支出(CAPEX)只占整个工厂的很小部分，而大部分分配给了生产过程所需要的基础设施和工艺机台设备。但生产运行时的用电费用占整个运营成本(OPEX)的15%至30%。为了降低每个芯片的能耗成本，就需要提高工艺生产和公用工程的能源效率。

施耐德电气可通过提供最优的配电系统架构、选择配电设备适合参数范围来实现最佳能源效率。如通过改变变压器的额定容量、阻抗及短路电流值来实现这一目标。