How Power Solutions Help Semiconductor Manufacturers Address ...

18, Aug. 2025

 

How Power Solutions Help Semiconductor Manufacturers Address ...

There is an old adage in manufacturing that says between time, budget and quality – you can only pick two. For years that was true. Someone who needed an order to be processed fast had to choose between quality or a high production budget to meet this requirement. Likewise, someone who was looking to increase product quality needed to make tough decisions over time or budget to meet that need. You get the idea, manufacturing was all about choices. So it is a rare solution that lets you have it all.

If you want to learn more, please visit our website Chengyue.

Power solutions can address cost management, safety and quality

But, today’s power solutions are helping semiconductor manufacturers cut costs while improving both safety and quality. Such power solutions are critical to the semiconductor industry because the market dynamics are driven by a single constant – the cost of a chip to do work always declines. That can be seen in the price of a transistor. Over the decades, the cost of a transistor, the basic building block of integrated circuits (ICs), has fallen by a factor of 10 billion, from $10 to a billionth of a dollar.

Historically, advances in manufacturing were the driver for these cost savings, but lately there have been signs that the rate of cost reduction is slowing. While experts expect the price of a transistor to continue to decline in the future, alternative approaches need to be identified and deployed.

That is where today’s power solutions come in. They are composed of a combination of the right technology and application expertise, such as knowing where to put in an uninterruptible power supply (UPS), what characteristics it should have, and how to configure it. And, unlike traditional manufacturing improvements, power solutions can address cost concerns while at the same time improving safety and quality.

A deeper look at each of the challenges of cost, quality and safety reveals an interesting and often overlooked connection that makes this possible. So, before we look at the solution, it helps to have a clearer picture of the challenges.

  • Cost – as illustrated above, the price of transistors has dropped steeply. At odds with this price decline is the expense of the latest processing equipment. This cost can run over $100 million for each tool, far higher than previous generations of similar equipment. That makes continuing cost reductions harder to achieve.
  • Safety – semiconductor manufacturing involves high temperatures, toxic gases, caustic liquids, electricity, robotic devices, and other potential hazards to personnel and the environment. Exposure can come about because safeguards fail or tools malfunction, which can happen due to a power glitch or failure. Ensuring safety is paramount and strictly regulated in many places around the world.
  • Quality – the making of an IC requires hundreds of steps, many of which require the use of complicated equipment carrying out extremely precise – as in down to nanometer tolerances – operations. Get any of those steps wrong and chip quality suffers – perhaps to the point of the device not working at all. A power failure or glitch can degrade the performance of or even spoil semiconductors in the making.

As this shows, safety and quality aren’t separated from cost. In fact, protecting workers and ensuring quality can help reduce the expense of chip production. Higher quality means less product is downgraded or scrapped, and more inventory makes it out the door. That cuts the cost per chip. As for safety, improvements in this area also benefits the bottom line, in the form of lower insurance, legal, and recruiting costs.

Now, let’s talk about how a power solution improves all three aspects. First, the potential savings from an energy solution is large because one of the biggest operating costs in semiconductor manufacturing is electricity. It can, for example, account for up to 30 percent of the operating expenses for a wafer fabrication plant in some locations.

So, making energy usage more efficient can pay off in meeting the cost challenge. Our experience with integrated solutions with a complete electrical system, power monitoring and a resilient architecture shows this approach can save up to 30 percent on operating energy costs.

Part of this solution ensures power availability with a UPS of the right size and characteristics. A wafer transfer system, for instance, might have a single-phase UPS as low as 1 kVA while a furnace might have a 3-phase system rated at up to 500 kVA.

When done comprehensively, that greater power availability reduces costs while at the same time improving both safety and quality. Safety gains happen because power glitches don’t knock out critical safeguards, exposing workers to toxic gases or hot materials. Quality increases because power faults don’t cause equipment to reset, thereby endangering the calibration of sensitive equipment or subjecting chips in-process to large temperature swings.

So, the proper power solution can help meet challenges of cost, safety and quality. That, in turn, will help semiconductors to continue to do more for less in the future. For more information on semiconductor critical power solutions, click here.

Discover the semiconductor fabrication efficiency eGuide

Semiconductor manufacturers can discover how to leverage power solutions to cut costs while improving both safety and quality by downloading this complimentary eGuide, “Innovative Power Solutions for Semiconductor Fabrication Efficiency.”

A Critical Uninterruptible Power Supply Application | Mingch

Примена непрекидног напајања у производњи полупроводника обезбеђује чисто, стабилно и континуирано напајање. То помаже у спречавању оштећења плочица и штити фабрике алата вредне више милиона долара које имају. У процесима мереним на нанометарској скали, чак и прекид од микросекунде може утицати на приносе и пореметити производне распореде.

Екстремна осетљивост полупроводничких процеса

Производња полупроводника помера прецизност до својих граница. Производња плочица, фотолитографија и нагризање зависе од константног квалитета напајања како би се одржало поравнање и тачност. Нагли пад напона може довести до погрешног поравнања образаца експозиције током литографије, док неочекивани пренапон може проузроковати прекомерно нагризање или делимично формирање кола.

То такође значи да поремећаји и мали попут треперења могу зауставити производне линије, што доводи до скупих поновних покретања. Осетљива окружења чистих просторија ослањају се на стабилан напон како би се спречило уношење загађивача кроз кварове опреме. Било какво одступање у квалитету напајања директно се претвара у губитак приноса, изгубљене плочице и продужено време застоја.

Зашто је UPS критичан у фабрикама полупроводника

Систем непрекидног напајања у постројењу за производњу полупроводника је кључни део инфраструктуре која одржава производњу стабилном, алате безбедним и процесе без прекида. Чак и кратак проблем са напајањем може проузроковати скупе застоје.

Висококвалитетно непрекидно напајање решава:

  • Тренутно пребацивање на батерије или алтернативно напајање без приметног кашњења.
  • Филтрирање хармонијских изобличења да заштити осетљива кола.
  • Падови напона и сузбијање транзијената да испуни или премаши имунитет SEMI F47.
  • Континуирани проток ваздуха у чистој просторији да би се контрола контаминације одржала активном.
  • Заштита за контролне јединице и комплетне системе опреме у зависности од потреба за резервним копијама.

Мале УПС јединице од 1–5kVA често штите контролне системе, док потпуна покривеност опреме може захтевати 100kVA или више.

Репрезентативне резервне мете у фабрикама полупроводника

1. Опрема за производњу полупроводника

Стотине процесних алата раде у фабрици, сваки са својим потребама за напајањем. УПС може да обезбеди резервну копију само контролне јединице или целог система, у зависности од профила ризика. Трајање резервне копије обично се креће од 1 до 5 минута како би се омогућило пребацивање генератора или безбедно искључивање.

The company is the world’s best Semiconductor industry UPS solutions supplier. We are your one-stop shop for all needs. Our staff are highly-specialized and will help you find the product you need.

2. Читав спрат или производна линија

Падови напона краћи од секунде, као што је случај са муњом, могу зауставити енергетске делове опреме чак и ако контролне јединице остану активне. Поновно покретање ових система је споро и скупо. Велика UPS подешавања често укључују више јединица од 200–300kVA како би се осигурао континуирани рад целе линије или спрата.

3. Системи инструментације

Уређаји за праћење температуре, притиска и протока одржавају стабилност процеса. Пошто често раде на једнофазни Напајање од 100 V захтева посебну UPS заштиту од главних трофазних система. Резервно напајање може трајати од неколико минута до неколико сати, у зависности од тога да ли су генератори у употреби.

Кључне карактеристике полупроводничког UPS-а

Полупроводничка индустрија има неке од најзахтевнијих захтева за индустријско непрекидно напајање. Идеалан систем треба да комбинује прецизно инжењерство са дугорочном поузданошћу. То значи да треба да обезбеди:

Ултра-ниско хармонијско изобличење

Врхунска производна опрема је веома осетљива на квалитет таласног облика напајања. Висококвалитетно непрекидно напајање требало би да ограничи укупно хармонијско изобличење (THD) на знатно испод 2%, обезбеђујући несметан рад осетљиве електронике.

Изузетно брза времена трансфера

Чак и кашњење од 4–8 милисекунди може изазвати нестабилност процеса. Полупроводник УПС системи пројектовани су за готово нулто време пребацивања, тренутно пребацујући се на батерију или алтернативне изворе без утицаја на напон оптерећења.

Висока ефикасност при делимичним оптерећењима

Полупроводнички алати често раде са различитим оптерећењима у зависности од производних циклуса. UPS који одржава високу ефикасност конверзије (изнад 95% чак и при делимичном оптерећењу) помаже у смањењу топлотне производње и трошкова енергије без жртвовања квалитета напајања.

Напредно праћење и контрола

УПС за цео објекат треба да се интегрише са SCADA системом или наменским платформама за праћење, пружајући податке у реалном времену о напону, струји, стању батерије и евиденцији догађаја. Ово омогућава проактивно одржавање и тренутна упозорења како би се избегла скупа изненађења.

Робусно филтрирање и заштита од пренапона

Прави UPS мора да се носи не само са прекидима напајања, већ и са електричном буком, скоковима и пренапонима уобичајеним у индустријским окружењима. Робусно филтрирање осигурава да осетљиви процеси на нанометарском нивоу остану нетакнути узводним сметњама.

МИНГЦХ специјализован је за високопрецизне индустријске системе за непрекидно напајање за секторе попут производње полупроводника. Са генералним директором који има дубоко техничко искуство у електротехници и оптимизацији процеса, MINGCH пројектује ултра-високопрецизне UPS јединице које испуњавају строге индустријске стандарде.

Ови системи нуде широк опсег регулације напона, више слојева заштите и неупоредиву стабилност за окружења где се маргине грешака мере у нанометрима.

Предности UPS-а у производњи полупроводника

Ево главних предности непрекидног напајања за полупроводничку индустрију:

Спречавање оштећења плочице

Када се процеси попут литографије прекину, делимично завршене плочице се не могу спасити. УПС спречава ове скупе губитке тако што обезбеђује непрекидно напајање процеса док се системи не могу поново покренути на главној мрежи или резервним генераторима.

Максимизирање приноса

Константна снага значи константан квалитет излаза. Стабилан систем непрекидног напајања елиминише недостатке изазване флуктуацијама напона, директно утичући на проценат плочица које испуњавају строге стандарде контроле квалитета.

Обезбеђивање континуиране производње

Застој у фабрици полупроводника може довести до кашњења у ланцу снабдевања и уговорних казни. УПС заштита обезбеђује континуирану производњу, чак и током спољне нестабилности мреже.

Заштита опреме вредне више милиона долара

Литографске машине, системи за таложење и алати за нагризање су међу најскупљим средствима у производњи. Стабилно, регулисано напајање продужава њихов век трајања и минимизира непланирано одржавање.

Решење за дистрибутере електричне енергије

Закључак

Систем непрекидног напајања у овој индустрији мора да испоручује континуирано, чисто и прецизно регулисано напајање како би заштитио процесе, опрему и приносе производње. За фабрике које захтевају прецизност на нанометарском нивоу, ово подразумева не било који UPS, већ онај пројектован за изузетну поузданост и перформансе.

МИНГЦХ испоручује управо то. Са дубоким техничким вођством, доказаном стручношћу у дизајну и деценијама искуства у индустријским применама, компанија производи ултра-прецизна UPS решења која испуњавају најзахтевније стандарде полупроводника.

За произвођаче полупроводника, улагање у висококвалитетно непрекидно напајање од поузданог, искусног добављача као што је MINGCH штити континуитет рада и профитабилност. То је стратегија осигурања напајања која одржава фабрике продуктивним, конкурентним и спремним да испуне захтеве следеће генерације микрочипова.

Are you interested in learning more about Power industry UPS solutions? Contact us today to secure an expert consultation!