Корпорация IBM сегодня представила инновационный процесс утилизации полупроводниковых пластин, применяющийся на заводе IBM в Берлингтоне, штат Вермонт. В этом процессе применяется специализированная методика удаления шаблонов, обеспечивающая возможность повторного использования отбракованных полупроводниковых пластин (тонких кремниевых дисков, на которые впечатываются шаблоны, образующие готовые полупроводниковые чипы для компьютеров, мобильных телефонов, игровых приставок и других электронных устройств) при производстве кремниевых панелей солнечных батарей. Этот процесс недавно был удостоен награды 2007 Most Valuable Pollution Prevention Award (Самое полезное изобретение в области предотвращения загрязнения окружающей среды) от организации The National Pollution Prevention Roundtable (NPPR).
Нехватка кремния сдерживает наращивание производства панелей для солнечных батарей.
Корпорация IBM разработала процесс для повторного использования кремниевых пластин, отбракованных при производстве полупроводниковых чипов, в панелях для солнечных батарей. На этой фотографии инженер-технолог IBM Мишель Болз (Michelle Bolz) держит панель солнечной батареи над контейнером для бракованных кремниевых пластин, подлежащих переработке. IBM намеревается предоставить подробное описание своего нового процесса широкому кругу производителей полупроводниковых компонентов.
Благодаря этому процессу утилизации IBM теперь сможет более эффективно удалять информацию с поверхности пластин, что позволяет направлять их для повторного использования в качестве «контрольных пластин» при отладке производственного процесса на собственных предприятиях, или продавать предприятиям, занятым производством солнечных батарей, и тем самым удовлетворить растущую потребность в кремниевых материалах, применяемых при изготовлении фотоэлектрических преобразователей для солнечных батарей. Корпорация IBM намеревается предоставить подробное описание своего нового процесса широкому кругу производителей полупроводниковых компонентов. В настоящее время этот процесс применяется на заводе в Берлингтоне (штат Вермонт) и внедряется на заводеIBM по производству полупроводниковых компонентов в Ист-Фишкилле (штат Нью-Йорк).
Одна из самых серьезных проблем, стоящих перед гелиоэнергетической промышленностью - значительная нехватка кремния, которая угрожает остановить ее быстрый рост, - заявил Чарльз Бай (Charles Bai), финансовый директор компании ReneSola, одной из наиболее быстро растущих гелиоэнергетических компаний в КНР. - Вот почему мы обратили свое внимание на отбракованные кремниевые материалы, поступающие преимущественно из полупроводниковой промышленности, для использования их в качестве сырья, столь необходимого нашей компании при изготовлении солнечных батарей».
Корпорация IBM и другие предприятия отрасли используют кремниевые пластины двояким образом - в качестве исходного материала для производства микроэлектронных продуктов - от сотовых телефонов до компьютеров и бытовой электроники - и при мониторинге и контроле огромного числа промежуточных операций в процессе производства. По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности (Semiconductor Industry Association, SIA), предприятия всего мира ежедневно запускают в производственный процесс 250 тыс. новых полупроводниковых пластин. Согласно внутренним оценкам IBM, до 3,3 % этих пластин идут в отходы производства. За год это составляет приблизительно три миллиона пластин.1 Поскольку эти пластины содержат интеллектуальную собственность, большинство из них не могут быть утилизированы посредством передачи внешним контрагентам и поэтому они подвергаются дроблению, а затем отправляются на свалку, или переплавляются и в таком виде поступают в продажу.
«Обязательства IBM по защите окружающей среды охватывает все виды ее деятельности - от повторного использования материалов, применяемых в производстве полупроводниковых компонентов, до предоставления клиентам самых эффективных по энергопотреблению вычислительных центров, - говорит Майк Кадиган (Mike Cadigan), генеральный менеджер подразделения IBM Semiconductor Solutions. - Техническая изобретательность, которую корпорация IBM продемонстрировала в своей новаторской программе конверсии полупроводниковых пластин для гелиоэнергетической промышленности, породила множество других экологических решений, которые сегодня успешно применяются в наших производственных операциях».
Новый процесс утилизации пластин направляет бракованные пластины для использования в качестве контрольных экземпляров - чем достигается общая экономия энергии до 90%, поскольку повторное использование брака позволяет корпорацииIBM снизить количество новых пластин, направляемых для удовлетворения потребностей производства. После окончания срока службы контрольных экземпляров они продаются предприятиям гелиоэнергетической отрасли. В зависимости от того, как конкретный производитель солнечных элементов обрабатывает пакет таких пластин, он может сократить свои потребности в электроэнергии на 30 - 90% по сравнению с использованием новых кремниевых материалов. В свою очередь, снижение энергопотребления обуславливает общее сокращение выделяемого углекислого газа (CO2) и других парниковых газов, вырабатываемых на протяжении всего срока службы продукта или услуги - причем, и для полупроводниковой отрасли, и для гелиоэнергетики.
Полноразмерное видео
Эта программа уже привела к уменьшению расходов на контрольные пластины и повышению эффективности деятельности IBM по утилизации пластин. Для завода IBM в Берлингтоне экономия за 2006 г. превысила 500 тыс. долл. Согласно прогнозам, экономия за 2007 г. составит почти 1,5 млн. долл., а единовременная экономия за счет повторного использования находящихся на хранении пластин превысит 1,5 млн. долл. В десяти милях от Берлингтона находится кампус Эссекс-Джанкшен (штат Вермонт), в котором в 20 больших корпусах, размещенных на территории 3 кв. км, работает примерно 5600 человек - занимающихся преимущественно разработкой, изготовлением и тестированием полупроводниковых компонентов.
Кроме того, организация NPPR высоко оценила программы завода в Берлингтоне по экономии воды и сокращению энергопотребления. В качестве крупнейшей организации США, занимающейся исключительно предотвращением загрязнения окружающей среды, NPPR действует в качестве «рупора» сообщества защитников окружающей среды.
Созданные корпорацией IBM инновации в области микроэлектроники и революционные системы на кристалле преобразовали полупроводниковую отрасль. Среди новаторских достижений IBM в области полупроводниковых технологий - структуры «диэлектрик с высоким значением k/металлический затвор», улучшающие функционирование транзисторов и позволяющие значительно уменьшить их размеры; двухъядерные и многоядерные микропроцессоры; медные проводники; структуры «кремний на диэлектрике» и кремний-германиевые транзисторы; напряженный кремний, а также eFUSE - технология, которая позволяет компьютерным микросхемам автоматически реагировать на изменение условий. За свою 40-летнюю деятельность по развитию и совершенствованию полупроводниковой техники корпорация IBM была награждена медалью National Medal of Technology - высшей государственной наградой США в области инновационных технологий.
1 Согласно оценкам ассоциации SIA, предприятия всего мира ежедневно запускают в производственный процесс 250 тыс. полупроводниковых пластин. Если исходить из нормы отбраковки 3,3% (характерной для полупроводникового производства IBM), то общее количество ежегодно отбраковываемых пластин составляет не менее 3 млн. экземпляров. Реальные нормы отбраковки могут меняться в зависимости от операционной эффективности и условий производственного процесса.