הפחתת פליטות הפחמן במפעלי שבבים: למה חימום באמצעות אור אינפרא-אדום הוא הפתרון הנכון
אם אנו רוצים באמת להשיג את היעדים של פליטות פחמן אפסיות במפעלי שבבים, עלינו להפסיק לבזבז אנרגיה. הגורם העיקרי לבזבוז זה הוא הדרך בה אנו מחממים את השבבים.
רוב מערכות החימום הישנות הן למעשה מעין “מחממי חדר” לכל המכונה. הן מפיצות חום לתוך המכונה ולאוויר שמסביב, מה שמהווה בזבוז גדול של אנרגיה. לכן עברנו לשימוש בנורות אינפרא-אדום. במקום לחמם את כל החדר, אנו מכוונים את האנרגיה ישירות אל השבב. זה מהיר יותר, יעיל יותר, וגם חסכוני יותר.
הסוד נעוץ בפיזיקה.
דמיינו שאתם עומדים בשמש ביום קר – אתם מרגישים את החום על העור שלכם, למרות שהאוויר קפוא. זהו חום קרינתי. על ידי התאמת אורך הגל לזה של הסיליקון או השבב, השבב יכול לספוג את האנרגיה. אנו כבר לא צריכים להתמודד עם האוויר או עם קירות המכונה. זה מפחית את צריכת האנרגיה לכל שבב, וזו נקודה חיובית מאוד עבור הפגיעה הסביבתית של המפעל.
אבל אי אפשר פשוט להגדיל את ההספק.
כשאנו מגדירים את המערכות האלו, הדבר החשוב ביותר הוא מהירות החימום. מערכות בעלות הספק גבוה יותר מאפשרות חימום מהיר יותר. אבל יש כאן בעיה: צריך לשלוט בעוצמת החימום. אם מכוונים יותר מדי אנרגיה לנקודה אחת, השבב עלול להיפגע. זו איזון עדין מאוד. צריך מערכת PLC עם שליטה PID דקה, כדי להפחית את ההספק ברגע שמגיעים לרמה הרצויה.
מה לגבי החומרים?
החדשות הטובות הן שבדרך כלל ניתן להחליף את אלמנטי החימום הישנים באלו החדשים. אנו משתמשים במעטפות קוורץ כדי להגן על חוטי הטונגסטן ולוודא שהכל נשאר טהור מבחינה כימית.
אבל יש גם אזהרה: נורות אינפרא-אדום בעלות עוצמה גבוהה יכולות להפוך לחמות מאוד. אם מערכות הקירור שלכם אינן יעילות מספיק, עלולים להיות בעיות. אם מערכת הקירור כשלה, הנורות עלולות להישרף במהירות.
היתרון האמיתי של מערכת זו הוא שהיא מפחיתה את המסה התרמית של המכונה. מכיוון שיש פחות מתכות כבדות שצריך לחמם, המכונה מתחממת מהר יותר, ולא מבזבזת אנרגיה כשהיא לא בשימוש. זה פשוט עובד טוב יותר.