Het verminderen van de koolstofuitstoot in de fabriek: waarom vacuümirisatie werkt
Het vervaardigen van halfgeleiders vereist een balanssoortige aanpak. Er is extreme hitte nodig, maar deze moet in een vacuüm worden toegepast, zodat de schijven geen schade ondervinden. Lang hebben we gebruikgemaakt van resistieve verwarming, maar eerlijk gezegd is dit proces erg traag. Er wordt veel energie verspild aan het opwarmen van de ruimte, en veel van die energie gaat verloren – oftewel, in de wanden van de machine.
Hier komt vacuümcompatibele infraroodverwarming om de hoek kijken. In plaats van de hele ruimte te verwarmen, wordt de hitte rechtstreeks op de ondergrond gericht. Dat is een effectieve manier om warmte over te dragen.
De fysica achter dit proces is eigenlijk vrij simpel. In een vacuüm kan je niet rekenen op convectie om warmte te verspreiden. Dan blijft alleen nog straling over. Onze IR-systemen maken gebruik van kortegolfradiatie om energie direct in de schijf te stoppen. Je hoeft de muren van de ruimte niet eindeloos op te warmen om de werkstukken op de juiste temperatuur te brengen. Mindere energieverliezen betekenen ook minder koolstofuitstoot voor de hele fabriek.
En de snelheid? Dat is enorm. Met IR-lampen kun je de temperatuur in seconden verhogen of verlagen. Geen minuten, maar sekunden. Hierdoor verdwijnt die vervelende ‘idle’-tijd, waarbij de verwarming continu draait om de temperatuur op peil te houden. Bovendien passen we deze lampen af op specifieke golflengten. Hierdoor wordt de energie rechtstreeks geabsorbeerd door het silicium of de halfgeleider, in plaats van dat de energie alleen maar wordt teruggekaatst en de muren van de ruimte wordt opgewarmd.
Er is echter één nadeel. Wanneer er zoveel hitte wordt gegenereerd, wordt het gevaarlijk. Dit is wel handig om meer schijven per tijdseenheid te verwerken, maar het legt veel druk op de koelsystemen. Als je wilt voldoen aan de doelstellingen op het gebied van groene energie, moet je ervoor zorgen dat het koelsysteem de belasting aankunt. Anders gaan de lampen veel sneller kapot dan nodig is.
Uiteindelijk gaat het bij het bouwen van een ‘groene fabriek’ niet om één speciaal onderdeel. Het gaat erom deze trage en inefficiënte systemen te vervangen door directe straling. Hierdoor wordt de fabriek efficiënter en minder energieverspillend.