Hören Sie auf, Energie zu verschwenden: Warum Goldreflektoren für Halbleiterfabriken sinnvoll sind
Wenn wir es ernst meinen mit der Kohlenstoffneutralität in Halbleiterfabriken, müssen wir aufhören, Energie zu verschwenden. Die meisten Widerstandsheizungen sind einfach nur unnötig – sie verbrauchen viel zu viel Energie dabei, die Luft um den Wafer zu erhitzen, anstatt den Wafer selbst zu erwärmen.
Deshalb haben wir auf Kurzwellen-Infrarotlampen mit Goldreflektoren umgestellt. Anstatt den ganzen Raum zu heizen, lenken wir die Wärme genau dorthin, wo sie benötigt wird. Es handelt sich dabei um einen einfachen Ansatz – doch er führt zu erheblichen Einsparungen bei den Stromkosten der Reinräume.
Das Angebot des Goldes
Es gibt viele Aluminiumreflektoren auf dem Markt. Sie sind zwar günstig, aber sie verschlechtern sich bei hohen Temperaturen und verlieren im Laufe der Zeit ihre Reflektionsfähigkeit. Gold hingegen ist anders: Es kann Infrarotstrahlung besser reflektieren. Dadurch wird die Wärme direkt auf den Siliziumwafer gelenkt – und bleibt außerhalb des Maschinengehäuses. So entsteht ein gezielter Hebeleffekt. Da die Wärme so konzentriert ist, kann man die Leistung der Lampen reduzieren, ohne dass die gewünschten Temperaturen nicht mehr erreicht werden.
Der echte Kompromiss
Seien wir ehrlich: Gold ist nicht billig. Die Anschaffungskosten sind höher als bei Aluminium. Man zahlt also für das Material – und das zeigt sich schon in der ersten Rechnung. Doch man bekommt dieses Geld wieder zurück – durch niedrigere Stromkosten und dadurch, dass die umliegenden Geräte weniger Kühlung benötigen, da die Maschine nicht wie eine riesige Heizung fungiert.
In der Praxis funktioniert es
Der Bau einer „grünen Fabrik“ ist nicht so einfach, wie nur die Lampen auszutauschen. Man muss auch die Verkabelung richtig gestalten. Wir verwenden präzise PID-Controller, damit die Temperatur nicht überhandnimmt. Wenn man einfach die Leistung erhöht, ohne das System anzupassen, kann das zur Zerstörung der Glühfäden führen. Wenn alles richtig eingestellt ist, läuft alles schneller ab: Die Wafer erwärmen sich schneller, die Prozesse werden schneller abgeschlossen. Und da die Maschinen nicht unnötig Energie verbrauchen, sinkt tatsächlich der CO2-Fußabdruck. Es funktioniert einfach.