台積公司晶圓十五廠第7期沸石濃縮雙轉輪系統

台積公司領先業界開發沸石濃縮雙轉輪技術,廢氣削減率達99.5%

趙世閔
盧銘駿

台積公司以「零排放」為目標,致力發展空氣汙染防制技術,除了符合國內「半導體製造業空氣汙染管制及排放標準」及「固定汙染源空氣汙染物排放標準」,連續維持0件異常事件通報主管機關紀錄,亦透過自主開發最佳可行技術及防制監測設備二大方針,主動降低環境衝擊。截至民國109年,揮發性有機氣體的平均削減率連續第6年超過95%。

首創業界開發沸石濃縮雙轉輪系統,削減率突破99.5%

根據世界衛生組織的資料,空氣汙染為全球最大的單一環境健康風險。針對揮發性有機氣體削減,台積公司各廠使用沸石濃縮轉輪結合燃燒爐處理揮發性有機氣體,其去除效率可達95%至97%,遠優於法令排放削減率應大於90%之規範。

為進一步導入新技術優化防制設備效能,台積公司廠務處攜手供應商,領先國內採用「沸石濃縮雙轉輪系統」技術,將原經過第一道轉輪吸附並燃燒後的高濃度製程廢氣,新增第二道轉輪濃縮流程後再送回第一道轉輪反覆處理,成功使削減率達99.5%。沸石濃縮雙轉輪系統將為未來新建廠區之標準設備,截至民國109年已完成建置於晶圓十五B廠、晶圓十八A廠,預計民國110年第一季完成晶圓十八B廠建置。

沸石濃縮雙轉輪系統示意圖

接軌國際,台積公司玻璃纖維基材吸附性能穩定又節電

因應美國國家職業安全衛生組織(NIOSH)針對工作環境中陶瓷纖維的暴露規範,台積公司改採玻璃纖維基材於沸石濃縮雙轉輪系統,有效降低約10%轉輪壓損,排氣風車耗電量由62kW降低至51kW,節省17.7%耗電量;在穩定吸附性能的同時,由於玻璃纖維基材具有較低的熱容量,更可提升自15倍至20倍以上。此外,由於玻璃纖維材質基材吸附效率提升,使轉輪脫附揮發性有機物濃度增加1%、燃燒爐熱值增加,可減少揮發性有機物處理設備運轉能源消耗;以晶圓十五廠第7期的沸石雙轉輪系統為例,每年預計將節能48萬度電,並減省8,660立方公尺瓦斯用量,相當於19個一年用量,每年減碳266公噸,相當於0.7座

揮發性有機氣體削減率管理,全數晶圓廠與時俱進

隨著先進製程發展、產能擴充,台積公司除針對新建廠區持續導入新技術防制設備,自民國107年起,每年針對既有廠區進行「低效沸石轉輪汰新計畫」,除了導入「潔淨氣體脫附沸石濃縮轉輪」專利技術,民國108年,台積公司廠務處亦進一步攜手企業環保安全衛生處,針對既有廠區運轉數據進行大數據分析,並於民國109年領先業界導入人工智慧智能參數,由入口濃度、溫度與風量等外部參數導入計算,自動調整燃燒溫度及脫附溫度設定值,並藉由出口濃度、轉輪出口溫度等參數進行誤差計算及修正,得到最佳操作參數及削減率,民國109年平均削減率有效提升至98%,朝向智能綠色生產環境目標穩健邁進。

台積公司揮發性有機氣體削減率提升重要時程