半導體製造不僅需要充足的電力,更需要高品質的電力。為確保關鍵設備能獲得高品質的電力,不斷電系統(UPS)一直是半導體廠必備的基礎設施。然而,UPS畢竟不是半導體廠的生財設備,因此,如何用更低的總體持有成本來布建UPS,成為半導體廠最關心的議題,也促使UPS業者伊頓(Eaton)不斷推出對應的解決方案。
伊頓行銷與技術支援協理江嘉倫指出,電力是半導體製造的基石,因此台灣各大科學園區內的高科技大廠,均已有超高壓直供的饋線專線,其停電風險幾近於零。但半導體製造不僅需要穩定的供電,更需要高品質的電力。因此,UPS在半導體廠中,最大的價值是提供高品質的電力。事實上,近幾個月台灣科學園區所發生的電力事故,絕大多數都只是壓降,而非完全停電,但由於高科技製程對精準度的要求極高,產線各環節的連動緊密,機台對電壓非常敏感,如果降壓頻率升高,造成的損失將不亞於停電。
UPS是守護電力品質的關鍵基礎設施。在UPS系統的協助下,半導體廠裡的關鍵製程設備,大體上都不會遇到壓降問題,而且電網裡的諧波也不至於干擾到機台的正常運作。但現有大型UPS所張起的保護傘無法涵蓋到廠內的所有設備,而且系統尺寸龐大,占用可觀的廠區面積,也是一個問題。
因此,伊頓決定從兩個方向著手,一是提高大型UPS的功率密度,讓大型UPS可以支援更多負載;另一個思路則是將UPS與超級電容結合,把UPS系統小型化,讓目前還不在傳統UPS保護範圍內的次要設備,也有抵抗壓降的基本能力。
伊頓的93PR創新儲能型UPS,就藉由導入碳化矽(SiC)元件,實現了更高的能量密度。93PR UPS最多可以並聯8個電源模組,提供高達4.8MW的容量,並具有97.5%的雙轉換效率,可以為半導體廠省下可觀空間,還可搭配EnergyAware儲能套件,實現削峰填谷的功能。
3S UPS則是以超級電容取代電池,實現極致小型化的工業用UPS。此一專為工業與高科技廠房等場域設計的新世代UPS沒有體積龐大的電池,所以可採用壁掛式設計,讓系統的占用空間、重量均大幅縮小,整機效率亦高於99%。這種UPS是專門用來對抗暫態壓降事件的保護設備,即便電壓突然歸零,只要時間不超過1秒鐘,負載都可正常運作。同時,因為是使用超級電容而非電池,所以只要一秒就能將電容充飽,繼續守護負載設備。