全年無休──半導體產業的節能計畫

▓撰文：李季品 ▓圖片提供：工研院能資所

以節約能源的角度來看，半導體產業是一個相當特殊的行業，因為它採取的是24小時全年無休的作業模式；再加上國內的半導體業者已高達100多家，使得它們的節能工作益顯重要。

在國內的整體產業結構中，半導體產業一直居於舉足輕重的角色，不論是提升國家競爭力，抑或是對於經濟的貢獻，均有其實質的效用及意義。因此，若能有效率、計畫性的實施節能工作，將有助於能源產業的運作，相關單位整體能源的調度及分配作業。

半導體產業在87年至89年間，其產值由2,834億元台幣，成長至7,144億元台幣；佔製造業的總產值比例高達8.4％。根據財團法人工業技術研究院（簡稱工研院）的資料顯示，國內的半導體產業在未來三年內，其產值將大幅提升到1.234兆元，可謂是具有遠景的產業。

能源消耗量的增加

近年來，新竹科學園區等高科技半導體產業發展迅速，有多達119家為能源大用戶，更有五家名列百大能源用戶。再者，其產業的能源消費量均以電力消耗為大宗；尤有甚者，近十年來竹科的總消費電量，更成長了十倍；晶圓廠的消費電量也相當於一家中型的水泥廠或石化廠；再加上全年無休的運作方式，更增加能源的耗用率。而尖峰用電所導致的超載停電，往往也使得產業的損失甚鉅。

由於龐大的能源耗用量，使得如何節約能源一直是半導體產業相當棘手的問題。因此工研院能源與資源研究所（簡稱能資所）特運用無塵空調節能、排氣系統、整合型電力監控系統、高效率照明技術等方面，來協助其產業真正地落實節能的工作，以收其成效。

在無塵空調節能技術方面：以潔淨室空調技術為主，也就是建立一個潔淨室，可減少微塵進入，進而防止微塵的產生，藉由合理、有效、省能源，以降低整體的運轉成本。

在半導體廠排氣系統改善及技術方面：由於半導體工廠均需要大量的外氣，以供應無塵室內的恆濕空調，而且它的外氣空調的負載相當龐大，遠大於其他的產業。因為，以一座12吋產能三萬片的晶圓廠為例，它的外氣供應無塵室內的數量，約是每小時130萬立方公尺，才足以維持室內生產機台所需要的排氣量。因此，若將大量的排氣熱回收，並降低外氣負載的熱回收設備，將可妥善地運用各種回收而得的能源。

電力監控系統立大功

在整合型電力監控系統應用方面：所謂的電力監控系統，具有可以改善用電的安全、降低用電的費用、減少超約罰款、提供統計數據等效益。然而，完整的電力監控系統的功能應包括：合理需量的評估、供電品質監視、監視受電與配電設備、各迴路用電資料的統計與分析、電力需量控制與網路資訊的整合等方面。也就是經由合理需量的評估後，考慮全年的負載型態，在基本電費與超約罰款間，尋求平衡點，將可減少超約罰款及電費。另外，藉由整合式的自動讀表技術，可瞭解各用電迴路的負載分佈及長時間的用電資料記錄，做為用電管理與實施節能策略時的依據。

除此之外，電力監控系統所建立的通訊網路與資料收集裝置，可進一步擴充為其他設施，在管理上的運用情形，最明顯的例子便是，在用水、瓦斯、火警消防系統、門禁管理及影像監控等設備整合，可透過網際網路使得各相關部門，共享各項的資源。 在高效率照明技術與應用方面：對於半導體公司多為全年無休的作業型態，節約電能成為公司是否獲利的因素之一，使得如何有效地使用照明設備，成為公司另一重要的考慮點。照明節能的方式約有幾項：依工作的需要，決定照明的標準；在照度的需求下，利用節能照明設計；使用無炫高效照具；室內使用高反射材料；設置節能管理設備；妥善利用人工照明與自然的採光；定期維護並清潔照明的器具。

效益多元

工研院能資所所提出的幾項節能的技術，無非是希望業者能更有效地實施節能的計畫，為產業帶來更豐碩的產值及經濟效益。

歷經多年來的努力，在節能的領域內，許多半導體業者已展現出相當不錯的成績。台積電便在88及89年間，連續兩年獲得能源績優廠選拔傑出獎及優等獎，有效地運用照明的技術，為公司的三個廠省下將近200萬元的電費。另外，擁有89年節能績優廠商的榮譽──福懋科技也因建立整廠的電力監控技術，加上製程節能改善措施，使得公司每年節省約2,600萬元的能源消費。對於他們來說，獲獎並非最重要的；而是經由完整的節能計畫，為公司建立完善的制度，進而改善工作環境的品質。