Hệ thống điều hòa điện áp PCS100 

Những tiến bộ mới trong điện tử công suất đang được triển khai áp dụng để giúp ngành công nghiệp bán dẫn ở châu Á tránh khỏi các sự cố về nguồn dẫn tới việc ngừng sản xuất ở quy mô lớn. Các hệ thống điều hòa điện áp (AVC) công suất lớn của ABB (trên 100MW) giúp bảo vệ các hệ thống quan trọng trong một nhà máy bán dẫn (FAB) mới của Hynix Semiconductor ST đặt tại thành phố Vô Tích, tỉnh Giang Tô, gần Thượng Hải, Trung Quốc.

Theo thông báo vào tháng 11 năm 2004, nhà máy trị giá 3 tỷ USD này được coi là dự án đầu tư nước ngoài lớn nhất trong ngành công nghệ cao tại Trung Quốc và cho phép tập đoàn sản xuất chip Hynix-ST mở rộng khai thác thị trường bán dẫn ước trị giá 30 tỷ USD này. Dự án đầu tư này đang cho ra lò các lô chip nhớ với công nghệ 300mm mới nhất và đang tiếp tục được mở rộng.

Hầu hết các sản phẩm điện tử trên thế giới đều được lắp ráp tại các cơ sở sản xuất ở châu Á, đặc biệt là tại Trung Quốc. Máy vi tính, điện thoại, máy nghe nhạc MP3 và nhiều thiết bị điện tử khác đều có các tính năng bắt buộc sử dụng chip nhớ bán dẫn. Nhà máy tại tỉnh Vô Tích sản xuất cả chip nhớ DRAM lẫn bộ nhớ flash dựa trên công nghệ NAND. Hai dạng chip nhớ này hiện nay đều được tiêu thụ rất nhiều ở Trung Quốc và các nước lân cận, do đó, nhà máy này có một tầm quan trọng rất lớn xét từ khía cạnh logistics.
Để đạt lợi nhuận tối đa, các tấm bán dẫn nền (semiconductor wafer) phải đạt được tiêu chuẩn “năng suất cao nhất với chi phí thấp nhất”. Đây chính là điểm nguyên lý “Nền kinh tế của quy mô” thắng thế. Từ các tủ phấn phối cho tới phòng sản xuất sạch, tất cả mọi thứ đều được triển khai trên một quy mô lớn để giảm thiểu chi phí sản xuất trên mỗi con chip. Đồng thời quá trình sản xuất chip nhớ đòi hỏi một nguồn khí sạch cùng với một nguồn nước và điện có sự ổn định xác chính xác lớn.

Trong ngành công nghiệp FAB có sức cạnh tranh lớn như hiện nay, các vấn đề thường nảy sinh trong quá trình chế tạo tấm nền silicon (wafer). Sự cố dừng sản xuất là rất phổ biến do các thiết bị trong quá trình phức tạp này rất nhạy cảm với những dao động dù rất nhỏ từ nguồn cấp. Các nhà máy vận hành không được bảo vệ bởi hệ thống điều hòa điện áp (AVC) thường xuyên gặp phải sự cố dừng máy nhiều lần mỗi năm.

Chi phí để khởi động lại dây chuyền và chi phí cho việc tiêu hủy lô sản phẩm hỏng có thể lên tới hàng tỷ USD. Với một tấm nền (wafer) cần 40 ngày để sản xuất, bất kỳ một sự cố dù nhỏ nào cũng có thể ngốn rất nhiều tiền của của nhà đầu tư. Một sự cố gây tổn thất hàng triệu USD thông thường cần vài ngày để khôi phục lại nhà máy. 

Nguyên nhân gây ra chất lượng nguồn cấp không đạt tiêu chuẩn có thể kể đến các yếu tố về thời tiết như bão, sét; các yếu tố này đặc biệt nguy hiểm cho thiết bị có độ nhạy cảm cao được dùng trong các nhà máy bán dẫn. Ông Vernon Pryde, phụ trách kinh doanh các giải pháp trong việc nâng cao chất lượng điện năng của ABB toàn cầu giải thích: “Các nhà máy này thông thường đều có hệ thống dẫn điện rất tốt và ít khi chịu sự cố mất nguồn hoàn toàn. Tuy nhiên, các dao động rất nhỏ từ lưới điện thường xuyên xảy ra khiến các thiết bị điều khiển nhạy cảm ngừng hoạt động dẫn đến dừng sản xuất trên toàn nhà máy.”
Một giải pháp khả thi cho những nhà máy như Hynix là lắp đặt hệ thống điều hòa điện áp PCS100 AVC nhằm chỉnh sửa hiện tượng quá và sụt áp một cách chính xác và nhanh chóng, đồng thời cũng là công cụ để điều chỉnh trơn và bù điện áp. Tại nhà máy FAB của Hynix, ABB tự hào được lựa chọn là nhà cung cấp giải pháp điều hòa nguồn điện.
Theo thống kê trong 2 năm qua, nguồn cấp cho nhà máy Hynix trải qua nhiều lần quá áp, đặc biệt trong mùa đông khi bão tuyết hoành hành, nhưng không có một sự cố ngừng hoạt động nào xảy ra, thậm chí không một sụt áp dù nhỏ nào được ghi nhận trong suốt quá trình vận hành. Không một thiết bị nào được bảo vệ bằng PCS 100 AVC gặp sự cố trong khi các dây chuyền không được bảo vệ đều đã ngừng hoạt động. Vì vậy bản thân nhà đầu tư, tập đoàn Hynix, có thể khẳng định rằng việc lắp đặt hệ thống PCS100 AVC là hoàn toàn đúng đắn và hiệu quả về mặt kinh tế.

Kể từ sau khi triển khai hệ thống điều hòa điện áp, tập đoàn Hynix hiện đang phá vỡ rất nhiều kỷ lục và đang đứng đầu trong danh sách các cơ sở sản xuất tốt nhất. Mới đây, một nhà máy của Hynix trang bị hệ thống PCS100 AVC đã vượt qua sản lượng 100,000 tấm nền wafer. Mở rộng cơ sở sản xuất, mở rộng triển khai nâng cao chất lượng điện năng để nâng cao công suất đã giúp Hynix trở thành nhà sản xuất IC số một trên thế giới.

Thiết bị cân bằng điện áp AVC của ABB đạt công suất tối đa lên đến 3MVA hiện nay đã được tin dùng và đang được vận hành tại nhiều nhà máy hàng đầu thế giới như Samsung, LG-Philips, Honeywell, BP Solar, TI và Hynix. Trong đó một số hệ PCS100 AVC đã hoạt động một cách tin cậy và ổn định trên 5 năm và đã trở thành một giải pháp tiêu chuẩn cho mọi ngành công nghiệp nhờ vào chất lượng đã được kiểm định cũng như tính hiệu quả trong vận hành.

Ông Pryde bổ sung thêm: “Xét về nhiều khía cạnh, chất lượng điện năng tại Trung Quốc là khá tốt, tuy nhiên các nhà đầu tư đều mong muốn cơ sở sản xuất của họ đạt được hiệu quả cao nhất có thể. Điều này kích thích nhu cầu sử dụng hệ thống điều hòa điện áp AVC của ABB. Bất kỳ sự tiến bộ nào trong kỹ thuật cũng đều được các nhà sản xuất tận dụng để nâng cao năng suất và tối ưu hóa quá trình sản xuất. Các sản phẩm và giải pháp ‘điện sạch’ của ABB sử dụng công nghệ vi xử lý tiên tiến nhất kết hợp với công nghệ điện tử công suất giúp loại bỏ các dao động điện nhỏ nhất trước khi chúng kịp tấn công nhà máy. Điều này giúp các nhà máy tiết kiệm hàng triệu USD cho mỗi sự cố.”

Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ:
Ông Đặng Thanh Tùng
Công ty TNHH ABB
Hà Nội: Km9, Quốc lộ 1A, Hoàng Liệt, Hoàng Mai, Hà Nội
ĐT: 04 3861 1010 Fax: 04 3861 1009
Hồ Chí Minh: Tầng 12-12B, Tòa nhà REE Tower
9 Đoàn Văn Bơ, Quận 4, TP HCM
ĐT: 08 3943 1488 Fax: 08 3943 1480