Die nächste Effizienzstufe der Chipproduktion entsteht unterhalb des Reinraums
DAS Environmental Experts stellt mit Subfab NetZero einen ganzheitlichen Ansatz zur Reduzierung von Emissionen und Betriebskosten vor. Die neue Abgasreinigungsanlage ALCEA zur NOx-Behandlung erweitert das Portfolio. Erste Halbleiterhersteller in Taiwan haben die Anlage bereits installiert.
Die Halbleiterindustrie investiert Milliarden in neue Produktionskapazitäten. Gleichzeitig steigen die Anforderungen, Emissionen und Ressourcenverbrauch in der Chipfertigung zu reduzieren und die Betriebskosten im Griff zu behalten. Ein wichtiger Ansatzpunkt ist die technische Infrastruktur unterhalb des Reinraums, die sogenannte Subfab. Auf der SEMICON Europa präsentiert DAS Environmental Experts erstmals das unter dem Namen „Subfab NetZero“ eigens entwickelte Konzept, das Abgasreinigung, Emissionsmessung, digitale Vernetzung und intelligente Anlagensteuerung miteinander verbindet. Mit dem neuen Abgasreinigungssystem ALCEA zur Behandlung von Stickoxiden erweitert das Unternehmen zugleich sein Portfolio für die Emissionsminderung. Erste Halbleiterhersteller beschäftigen sich bereits mit möglichen Anwendungen des integrierten Ansatzes.
Die verborgene Infrastruktur der Halbleiterfertigung
Die Subfab ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Halbleiterfabriken. Hier arbeiten unter anderem Vakuumpumpen, Prozessgasreinigungssysteme und weitere technische Anlagen, die den Betrieb hochkomplexer Fertigungsprozesse ermöglichen. Ihr Einfluss auf den Energieverbrauch, den Einsatz von Gasen, Wasser und Chemikalien sowie den Emissionsausstoß einer Fab ist immens. Dank kontinuierlicher technologischer Innovationen durch Unternehmen wie DAS Environmental Experts konnten die Effizienz und Leistungsfähigkeit entsprechender Systeme in den vergangenen Jahren deutlich gesteigert werden. Die größten Optimierungspotenziale sehen die Experten jedoch in einer ganzheitlichen Betrachtung der Halbleiterproduktion, bei der Fertigungsprozesse und Behandlungsstufen in der Subfab optimal aufeinander abgestimmt werden.
Warum die Subfab jetzt stärker in den Fokus rückt
Drei Entwicklungen treiben diesen Wandel voran. Erstens erhöhen steigende Kosten für Energie, Wasser und Betriebsmittel den wirtschaftlichen Druck auf Halbleiterhersteller. Insbesondere KI-Anwendungen, Rechenzentren und High-Performance-Computing treiben die Nachfrage nach leistungsfähigen Chips auf ein neues Niveau und machen Effizienzsteigerungen in der Produktion wichtiger denn je. Zweitens wachsen die Anforderungen von Kunden, Investoren und Regulierungsbehörden an die transparente Erfassung und Reduzierung von Umweltwirkungen. Drittens benötigen Unternehmen für Investitionsentscheidungen und Dekarbonisierungsmaßnahmen eine belastbare Datengrundlage zu Emissionen, Verbräuchen und Einsparpotenzialen. Gleichzeitig ermöglichen moderne Sensorik, Umweltmesstechnik und digitale Vernetzung erstmals eine durchgängige Betrachtung von Fertigungsprozessen und Subfab-Systemen. Dadurch lassen sich bisher isolierte Anlagenbereiche gezielt aufeinander abstimmen und zusätzliche Effizienzpotenziale erschließen.
„Die Halbleiterindustrie hat enorme Fortschritte bei der Reinigung von Prozessabgasen gemacht. Das nächste Potenzial liegt darin, die Umweltleistung der gesamten Subfab besser zu verstehen und ihren Betrieb intelligenter zu steuern. Wenn wir Emissionen und Betriebszustände kontinuierlich erfassen und die Anlagen darauf abgestimmt betreiben, können wir Umweltleistung und Ressourceneffizienz gemeinsam verbessern. Genau diesen Ansatz verfolgen wir mit Subfab NetZero."
Von einzelnen Abgasreinigungssystemen zu einem integrierten Ansatz
Mit Subfab NetZero entwickelt DAS Environmental Experts einen ganzheitlichen Ansatz, der bestehende Abatement-Technologien mit neuen Möglichkeiten der Emissionsmessung, Vernetzung und intelligenten Betriebsoptimierung verbindet. Grundlage ist ein geschlossener Regelkreis aus vier Funktionen: Reinigen, Messen, Validieren, Optimieren.
Relevante Emissionen und Betriebszustände sollen möglichst kontinuierlich erfasst werden. Auf dieser Grundlage können Anlagen bedarfsgerecht gesteuert, Ressourcen effizienter eingesetzt und die erzielten Verbesserungen anhand von Messdaten überprüft werden. Das Ziel ist, die Umweltleistung nicht nur einzelner Systeme, sondern der Subfab im Zusammenspiel ihrer Komponenten zu verbessern.
DAS Environmental Experts baut dabei auf mehr als drei Jahrzehnten Erfahrung in der Prozessgasbehandlung sowie auf laufenden Entwicklungsarbeiten in den Bereichen Environmental Validation, digitale Schnittstellen und KI-gestützte Datenauswertung auf. Subfab NetZero beschreibt einen langfristigen technologischen Transformationspfad, der bestehende Lösungen mit neuen Entwicklungen verbindet.
Neues NOx-Abatement ALCEA erweitert das Portfolio
Wie DAS Environmental Experts sein Technologieportfolio für diesen Ansatz systematisch erweitert, zeigt die neue Abgasreinigungsanlage ALCEA. Das System wird auf der SEMICON Europa erstmals dem europäischen Messepublikum präsentiert. ALCEA dient der sekundären Behandlung von Stickoxiden (NOx) und kann direkt in bestehende Abluftkanäle hinter NOx-erzeugenden Abgasbehandlungsanlagen integriert werden. Dadurch benötigt das System keine zusätzliche Stellfläche in der Subfab und eignet sich auch für die Nachrüstung bestehender Anlagen.
Unter spezifizierten Betriebsbedingungen kann ALCEA NOx-Emissionen um bis zu 95 Prozent reduzieren. Damit ergänzt DAS Environmental Experts seine bestehenden Abatement-Technologien um einen weiteren Baustein zur Emissionsminderung.
Weniger Ressourcenverbrauch senkt die Betriebskosten
Erste Halbleiterfabriken zeigen Interesse an Subfab NetZero
DAS Environmental Experts befindet sich bereits im aktiven Austausch mit ersten Halbleiterfabriken über mögliche Anwendungen von Subfab NetZero. Die bisherigen Gespräche zeigen aus Sicht des Unternehmens ein großes Interesse daran, Emissionsminderung, Ressourceneffizienz und intelligente Anlagensteuerung stärker miteinander zu verbinden.
Ab 2027 will DAS Environmental Experts das Konzept schrittweise auch in Asien und Nordamerika vorstellen und gemeinsam mit Fab-Betreibern untersuchen, welche technologischen und wirtschaftlichen Verbesserungen an den jeweiligen Standorten möglich sind. Dabei sollen sowohl bestehende Fertigungsanlagen als auch die Anforderungen neuer Chipfabriken berücksichtigt werden.
Der Weg zu einer emissionsärmeren Subfab wird je nach Standort, Fertigungstechnologie und vorhandener Infrastruktur unterschiedlich ausfallen. DAS Environmental Experts versteht Subfab NetZero deshalb nicht als einzelne technische Maßnahme, sondern als langfristigen Transformationsansatz. Ziel ist es, Halbleiterhersteller dabei zu unterstützen, Emissionen und Ressourcenverbrauch schrittweise zu reduzieren, Betriebskosten zu optimieren und die Fortschritte auf dem Weg zu ihren Umweltzielen nachvollziehbar zu dokumentieren.
