การลดการปล่อยคาร์บอนในกระบวนการผลิตชิป: เหตุใดเทคโนโลยีอินฟราเรดแบบสุญญากาศจึงได้ผลจริง
พูดตามตรงนะครับ: เตาเผาแบบดั้งเดิมนั้นใช้พลังงานมากมายมหาศาล โดยต้องใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อให้อุณหภูมิของห้องเผาสูงขึ้น รวมถึงผนังห้องด้วย เพียงเพื่อให้ชิปมีอุณหภูมิที่เหมาะสม มันเหมือนกับการใช้พลังงานมากมายเพื่ออุ่นกาแฟแก้วเดียวเท่านั้น นั่นเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานมาก และเมื่อมีกฎเกณฑ์เกี่ยวกับ “โรงงานสีเขียว” ที่เข้มงวดขึ้น ก็ยิ่งกลายเป็นปัญหาใหญ่ขึ้นไปอีก นั่นคือจุดที่เทคโนโลยีอินฟราเรดแบบสุญญากาศเข้ามามีบทบาท แทนที่จะใช้พลังงานเพื่ออุ่นห้องเผา เราก็ใช้พลังงานเพื่ออุ่นชิปโดยตรงแทน
หลักการทางฟิสิกส์
เมื่ออยู่ในสภาพสุญญากาศ กระบวนการถ่ายเทความร้อนจะไม่เกิดขึ้น เราจึงต้องอาศัยการแผ่รังสีเป็นหลัก เราปรับแต่งระบบเหล่านี้ให้สามารถส่งคลื่นความยาวแสงที่เหมาะสมไปยังชิปซิลิคอนหรือแกลเลียมไนไตรด์ได้ ด้วยวิธีนี้ พลังงานจะถูกส่งเข้าสู่ชิปโดยตรง โดยไม่สิ้นเปลืองพลังงานไปกับการอุ่นผนังห้องเผา ดังนั้น การใช้พลังงานในขณะที่ไม่มีการทำงานก็จะลดลงอย่างมาก และมันก็รวดเร็วมากด้วย ระยะเวลาในการเริ่มต้นกระบวนการก็ลดลง ระยะเวลาการผลิตก็สั้นลง และคุณก็จะใช้พลังงานน้อยลงมากในแต่ละครั้งที่ผลิตชิป มันเป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลมาก
ด้านฮาร์ดแวร์
เราใช้ควอตซ์คุณภาพสูงและไส้หลอดทังสเตนในการสร้างหลอดเหล่านี้ แต่เนื่องจากหลอดเหล่านี้อยู่ในสภาพสุญญากาศ เราจึงต้องใส่ใจเรื่องการปิดผนึกอย่างมาก หากมีก๊าซรั่วออกมา ก็จะเกิดการปนเปื้อนได้ และไม่มีใครอยากให้ชิปเสียหายหรอก แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน นั่นคือเราต้องใส่พลังงานมากมายไว้ในพื้นที่ขนาดเล็ก ซึ่งก็สร้างแรงกดดันอย่างมากต่อระบบจ่ายไฟ หากคุณใช้หลอดเหล่านี้อย่างเต็มกำลัง คุณก็ต้องมั่นใจว่าระบบระบายความร้อนของคุณสามารถรองรับได้ ไม่เช่นนั้น หลอดเหล่านี้ก็อาจเสียหายได้ ซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่มีใครอยากเจอเลย
ข้อสรุป
การเปลี่ยนมาใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดแบบสุญญากาศหมายความว่าคุณไม่จำเป็นต้องพึ่งพาอุปกรณ์การทำความร้อนขนาดใหญ่ที่ยังคงมีความร้อนอยู่หลังจากการผลิตเสร็จสิ้น ตอนนี้ ระบบจะใช้พลังงานมากเฉพาะตอนที่มีการทำความร้อนเท่านั้น สำหรับหลายๆ กระบวนการ นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ง่ายมาก เพราะคุณจะได้ประสิทธิภาพการผลิตที่ดีขึ้น และค่าใช้จ่ายด้านพลังงานก็ลดลงด้วย แต่ก็มีข้อควรระวังด้วย นั่นคือคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าปั๊มสุญญากาศของคุณสามารถรองรับภาระความร้อนได้ เพื่อไม่ให้เกิดปัญหากับอุปกรณ์ต่างๆ