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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡耀文
研究生(外文):Yao-Wen Tsai
論文名稱:廠務系統能源轉換係數(ECF)之建立及應用
論文名稱(外文):Development and Application of Energy Conversion Factors ( ECFs) of Fab Facility Systems
指導教授:胡石政
指導教授(外文):Shih-Cheng Hu
口試委員:林廸蕭述三陳誠亮
口試委員(外文):Ti LinShu-San HsiauCheng-Liang Chen
口試日期:2015-01-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:能源與冷凍空調工程系碩士班
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:103
語文別:中文
中文關鍵詞:能源轉換係數; SEMI S23; 年耗能; ASHRAE 90.1; ISO 50001
外文關鍵詞:Energy Conversion Factor; SEMI S23; energy consumption; ASHRAE 90.1; ISO 50001
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電子業為高耗能產業,能源的大量消耗除了直接增加成本也間接造成環境的傷害,WSC(World Semiconductor Council)世界半導體協會和SEMI已提出能源白皮書,提議晶圓廠要將節能正規化(normalization)。為了實現可衡量節能成果,工廠持有者和設備供應商將需要建立能耗基線和改進的具體目標,有鑑於此必須有工具來幫助能源用戶之節能工作持續進行,期待建立一完整的能源評估準則。
製程機台的耗能除了本身直接的電力需求外,尚需考量支援設施即廠務系統,為了評估及量化整體能耗,SEMI S23定義了能源轉換係數稱為ECF(energy conversion factor),定義為提供單位製程使用量所需之耗電量,透過ECF值之建立可快速地得知各系統需求耗電量,亦能分析出整廠電能耗用的分佈,更進一步甚至能做為選購製程機台商之評鑑依據,ECF值讓機台耗用之能源可視化、指標化。
ECF的計算需要實際安裝量測儀器紀錄才能進行,對於初設時未安裝儀器之廠房有其困難度。因此本研究針對各系統於合理假設(或基於有限的現場運轉資料) 利用理論推估據以建立製程機台的能源基線,並利用EXCEL軟體建構計算模式(稱為ECF計算器),方便使用者在進行節能評估時,透過參數變更預測節能成效,亦能做為建廠前耗能基線指標。
依理論推估合理之ECF值,與SEMI S23-0813之數值均十分接近,表示目前所輸入之參數與SEMI S23運作條件是相似地,因此可透過改變參數條件便可得知對於能耗之貢獻,如此改善了SEMI S23-0813對於不同產業或不同基礎條件下則無法客觀比較的缺點。
ECF計算器之主要輸入參數除溫度、壓力等需求條件外,尚有一個非常重要且左右ECF值高低的主要變數便是「效率」,然效率值隨使用之設備廠商不一、使用年限長短或操作條件不同下很難為一定值,本研究以運轉中電子廠之量測值及基礎條件輸入ECF計算器,分別找出其效率值以進行分析比較。研究結果對Fab能源消耗改善或新設置之系統耗能做出一定程度的分析比較,對於設計和能源管理系統具有寶貴的參考價值。
Resource consumption directly impacts the cost of electronics industry and indirectly contributes to environmental pollution. The World Semiconductor Council and SEMI have issued their White paper on Energy suggesting normalized energy reductions for wafer Fabs. In order to achieve measurable reductions both factory owners and tools suppliers need to baseline their energy consumption and establish specific targets for improvement.
The energy consumption of the tool not only the direct power requirements but also the indirect power associated with the support utilities. In order to quantify the impact of the indirect power each support utility an energy conversion factor (ECF) established by SEMI S23 was proposed. The ECF is a measure of total energy required to produce a given utility, which can also analyze the energy distribution of the whole plant, and even further to be an evaluation basis in purchasing tools. ECF values let the energy consumption of the tool be visualized.
Calculating energy consumption for each system precisely requires plenty of data measurement, however lots of fab does not install the monitor gages (i.e. power meter and flow meter) in the first place which increases the difficulty to collect the fab operating data. Thus, creating a calculator to estimate ECF by using limited operating data or proper assumptions is urgent. The developed ECF calculator in this study was firstly verified by the data in SEMI S23-0813, and significant agreement is achieved. By parametric study, any parameter influencing energy can be identified.
The main input parameters of the ECF Calculator except temperature, pressure and other needs, there are a very important and about the level of the main variables ECF value, which is &;quot;efficiency&;quot;. The efficiency is various from each equipment manufacturers, operation sets, service life period or operating conditions. In this study, the measured values and its operation basic from amount of plant that in operation is put into the calculator to find out the efficiency value in each utility ECF.
The results based on the ECF Calculator are presented and it’s the benefit of ECF Calculator over conventional energy measurement methods have been demonstrated. The tool provides a focused method for setting energy conservation performance targets. Process engineers, tool designers, and facility systems designs can each contribute to the overall performance and contribute to the semiconductor industry&;#39;s overall energy conservation improvement.
摘 要 vi
ABSTRACT viii
誌謝 x
目錄 xi
表目錄 xiv
圖目錄 xv
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及動機 1
1.2 研究目的 4
1.3 文獻回顧 5
1.4 研究方法 8
第二章 能源管理系統 9
2.1 ISO 50001 9
2.2 SEMI S23-0813 12
2.2.1 概念 12
2.2.2 基線製程計算 14
2.2.3 設定目標與改善 17
2.2.4 製程使用率的其他測量方法及資料 18
2.2.5 等效能源轉換係數ECF(Energy Conversion Factor) 20
2.2.5.1 概述 20
2.2.5.2 每年的估計時數 20
2.2.5.3 轉換係數基礎 21
2.2.5.4 不同的轉換係數 21
2.2.5.5 製程化學物質的轉換係數 22
2.2.5.6 熱負載計算 22
2.2.5.7 電能 23
2.3 ASHRAE 90.1-2013 26
2.3.1 美國建築節能標準內容 26
2.3.2 冰水主機性能參數 27
2.3.2.1 COP與IPLV因能效等級不同而異 27
2.3.2.2 AHRI 551/591簡介 28
2.3.2.3 非額定條件下之修正係數 29
2.3.3 風機性能參數 31
2.3.3.1 風機效率 33
2.3.4 水泵性能參數 35
2.3.5 冷卻水塔性能參數 36
第三章 ECF數學模式之建立 38
3.1 排氣系統 39
3.1.1 排氣系統概述 39
3.1.2 外氣空調負荷 40
3.1.3 ECF值建立 41
3.2 製程真空系統 44
3.2.1 真空系統概述 44
3.2.2 ECF值建立 46
3.3 壓縮乾燥空氣系統 49
3.3.1 空壓機概述 49
3.3.2 乾燥機概述 51
3.3.3 ECF值建立 53
3.4 製程冷卻水系統 56
3.4.1 製程冷卻水系統概述 56
3.4.2 ECF值建立 57
3.5 空調系統 61
3.5.1 冰水系統ECF值 62
第四章 結果與應用 66
4.1 S23-0813 ECF值驗證 66
4.2 ECF計算器應用 67
4.2.1 8吋晶圓廠ECF值計算 67
4.2.2 12吋晶圓廠ECF值計算 71
4.2.3 面板廠ECF值計算 74
4.2.4 綜合比較 78
4.2.4.1 排氣系統ECF比較 79
4.2.4.2 CDA系統ECF比較 81
4.2.4.3 PCW系統ECF比較 82
第五章 結論 84
參考文獻 86
[1]經濟部能源局,能源統計月報-拾、電力,網址:http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/web_book/WebReports.aspx?book=M_CH&;menu_id=142,2015-01-13更新
[2]World Semiconductor Council (WSC), Joint Statement on the Ninth Meeting, May 19, 2005, Kyoto, Japan.
[3]胡石政、蔡尤溪,「高科技產業耗能耗電研究(針對台灣地區半導體廠耗能耗電研究) 」,國科會89年度電力科技產業學術合作研究計畫報告,2000。
[4]SEAJ,Guidelines for Energy Quantification on Semiconductor Manufacturing Equipment and Utilities,Semiconductor Equipment Association of Japan Energy-saving committee,January 1, 2003。
[5]林洋閔、胡石政、吳振旭,「半導體廠設備耗能指標之建立及其在節能上之應用」,能約節約技術報導,卷期:54,2004,3-12。
[6]Philip Naughton, Measurement of Conservation of Energy by Semiconductor Manufacturing Equipment and setting of targets for improvements, IEEE International Symposium on Semiconductor Manufacturing (ISSM 2005), 2005, San Jose, 7-14.
[7]林永培,電子業產品單位耗能指標-晶圓廠,面板廠,碩士論文,國立國立臺北科技大學冷凍空調工程系所,臺北,2005。
[8]林照閔,12吋半導體廠能源消耗與節能方案研究,碩士論文,國立勤益科技大學冷凍空調系,臺中,2009。
[9]ISMI, SEMI S23 Application Guide and Total Equivalent Energy (TEE) CalcII User’s Guide, International SEMATECH Manufacturing Initiative, October 29, 2010。
[10]許益嘉,半導體製造業設備與設施能源量化之研究,碩士論文,國立國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班,臺北,2011。
[11]簡維宏,高科技廠房設備耗能計算及改善研究,碩士論文,國立國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班,臺北,2012。
[12]鄭伊芸,高科技廠房耗能分析軟體開發,碩士論文,國立國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班,臺北,2013。
[13]徐榮生,廠務設備能源轉換係數之建立及其於節能之應用:以中小尺寸面板廠為研究標的,國立國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班,臺北,2013。
[14]卓崧琰、黃國泰,全球第一家獲得 ISO 50001驗證製造廠房推動經驗分享 - 友達光電能源管理系統建置及SGS驗證之經驗,品質月刊,47卷10期,2011年10月。
[15]陳世炎,ISO 50001能源管理系統建置機制研究,碩士論文,國立中央大學環境工程研究所碩士在職專班,桃園,2011。
[16]SEMI S23-0813, Guide for Conservation of Energy, Utilities, and Materials Used by Semiconductor Manufacturing Equipment, Aug 2008.
[17]SEMI S23-0708, Guide for Conservation of Energy, Utilities, and Materials Used by Semiconductor Manufacturing Equipment, May 13, 2008
[18]ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2013, Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings, 2013.
[19]AHRI Standard 550/590(I-P) &; ANSI/AHRI Standard 551/591(SI),Performance Rating Of Water–Chilling and Heat Pump Water-Heating Packages Using the Vapor Compression Cycle,2011
[20]ANSI/AMCA Standard 205-12,Energy Efficiency Classification for Fans,AIR MOVEMENT AND CONTROL ASSOCIATION INTERNATIONAL, INC. May 4, 2012.
[21]黃博全,流體機械,臺北市:曉園出版社,1993,第403-407頁。
[22]工業技術研究院能源與資源研究所,壓縮空氣系統能源查核及節約能源案例手冊,台北:經濟部能源局,2005,第3-15頁。
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