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“双碳”战略推进下,半导体企业面临能耗与环保的双重考验。半导体生产中,工艺冷却水系统24小时运行,为精密设备提供恒温冷却,换热后水温升至30-40℃,这部分余热常被直接排放或冷却循环,造成浪费。而水源热泵技术,能将这份余热转化为芯片清洗所需热源,为企业节能降本。

半导体制造能耗高,工艺冷却水(PCW)系统能耗占比不低。冷却水换热后稳定在30-40℃,传统模式下余热未被利用,同时芯片清洗等工序又需大量60-80℃热水,多依赖电加热或蒸汽加热,既耗能又不环保,这成为企业降本的关键难题。

据行业数据,半导体厂纯水加热能耗占厂务总能耗的15%-20%,“余热浪费”与“加热耗能”的矛盾,亟待高效解决方案。
水源热泵技术恰好破解这一痛点,它无需消耗化石能源,通过能量转换,提取工艺冷却水中的低品位余热,转化为清洗所需的高温热能,实现余热循环利用,适配半导体高精密生产需求。
其核心优势十分突出:一是高效节能,COP值可达4.0左右,消耗1份电能可回收4份余热,大幅降低加热能耗;二是温度精准,可处理30-40℃冷却水,稳定输出60-80℃热水,温度波动控制在±1℃内,保障生产稳定;三是环保低碳,减少碳排放,助力绿色工厂建设;四是运行稳定,维护成本低,适配企业24小时连续生产。

实际应用中,半导体厂可通过板式换热器提取冷却水余热,经水源热泵提升至55-60℃,输送至清洗工序,形成“冷却-余热回收-清洗加热”的能源闭环,既利用了余热,又降低了冷却系统负荷,一举多得。

浙江某芯片制造企业的案例印证了其价值:该企业清洗、蚀刻工序对水温要求严格,传统电加热能耗高,引入水源热泵后,清洗水加热耗电量降至原来的60%,既节省成本,又提升了芯片良率。

当前,能源成本上涨、环保要求趋严,工艺冷却水余热回收成为半导体企业降本增效的重要举措。水源热泵让余热“变废为宝”,为行业绿色转型提供了可复制的路径。
对半导体企业而言,布局这项技术,既是技术升级,也是顺应绿色发展的战略选择。未来,随着技术迭代,其应用将更广泛,助力行业在节能降本的道路上稳步前行。


