Die On-Site Gasproduktion in der Halbleiterfertigung bietet nachhaltige Lösungen und reduziert CO2-Emissionen signifikant. Durch die Eliminierung von Transportwegen wird nicht nur die Umwelt geschont, sondern auch die Versorgungsqualität verbessert. Die Anbindung an lokale Lieferketten stellt einen entscheidenden Vorteil dar.
Halbleiter werden oft als das Öl des 21. Jahrhunderts bezeichnet, bilden sie doch heute die technologische Basis nahezu aller Innovationen und Anwendungen. Dabei steht die Halbleiterindustrie vor der ständigen Schwierigkeit, eine gleichbleibend hohe Qualität ihrer Produkte sicherzustellen. Eine Schlüsselrolle spielen dabei hochreine Gase, die in nahezu jedem Produktionsschritt Materialbeschichtung, Materialabtrag und Materialdotierung – eingesetzt werden. Besonders effizient lassen sich diese Reinstgase in komplexen Luftzerlegungsanlagen direkt vor Ort beim Halbleiterproduzenten herstellen.
In Sachsens Mikroelektronik-Cluster Silicon Saxony wird jeder dritte Chip Europas produziert. Hier hat sich in Ottendorf-Okrilla bei Dresden auch ein Experte für die On-siteGasproduktion in der Halbleiterindustrie angesiedelt. Der Industriegasespezialist Air Liquide Electronics (ALE) baut Luftzerlegungsanlagen, welche die für die Halbleiterproduktion benötigten Reinstgase – etwa hochreinen Stickstoff oder Sauerstoff – direkt am Standort der Chiphersteller erzeugen. “100% der in Dresden produzierten Chips enthalten Gase von Air Liquide Electronics”, sagt Wolfgang Steiner, Geschäftsführer des Gasespezialisten. Mit ihrer kontinuierlichen, unterbrechungsfreien Gasversorgung haben diese On-site-Anlagen einen signifikanten Einfluss auf die komplexen Prozesse in der Halbleiterherstellung.
“Um unsere Präsenz in der Region zu stärken und noch näher an unseren Kunden und Partner zu sein, haben wir jetzt auch ein Büro am Flughafen in Dresden eröffnet“, sagt Steiner.
Sicherheit und Umweltbilanz haben Priorität
“Sicherheit ist ein integraler Bestandteil der Kultur bei Air Liquide. Alle Mitarbeiter werden von den 12 lebensrettenden Regeln (life saving rules) geleitet, bei denen es keine Kompromisse gibt“, sagt Dr. Julia Buchsbaum, Environment, Health & Safety Manager der ALE GmbH.
Die Herstellung hochreiner Gase direkt vor Ort ermöglicht stabile Produktionsprozesse und vermeidet Unterbrechungen, die zu teuren Ausfällen oder Qualitätsproblemen bei der Halbleiterfertigung führen können. Gleichzeitig werden CO2-Emissionen reduziert, da hier keine Lieferwege anfallen/Lieferwege wegfallen.
So arbeiten die Vor-Ort-Produktionslösungen
„On-site-Luftzerlegungsanlagen sind hochkomplexe Prozessanlagen. Um diese sicher und in der geforderten Qualität rund um die Uhr produzieren zu lassen, brauchen Techniker und Ingenieure viel Erfahrung und Training“, so Stefan Lindt, Director Operations bei Air Liquide Electronics. Vereinfacht gesagt, saugen Luftzerlegungsanlagen die Umgebungsluft an, verdichten sie und kühlen sie schrittweise ab, um die einzelnen Komponenten in der Luft, die Gase, zu verflüssigen. Da die Luftbausteine jeweils unterschiedliche Siedepunkte haben, verflüssigen sie sich nacheinander. So können Verunreinigungen wie Staub entfernt und die benötigten Gase, wie etwa hochreiner Stickstoff oder Sauerstoff, voneinander getrennt werden.
Die Reinheitsgrade können dabei je nach Gas- und Qualitätsanforderung bis zu 99,999999 Prozent erreichen. Diese hohe Reinheit ist entscheidend, da selbst kleinste Verunreinigungen die empfindlichen Herstellungsprozesse und die Qualität der Halbleiterprodukte beeinträchtigen können: „Unsere Kunden in der Halbleiterindustrie haben die höchsten Ansprüchen an Qualität und Verfügbarkeit“, so Lindt.
Vom Konzept bis zur Inbetriebnahme
Die Implementierung der technisch komplexen Systeme erfordert eine sorgfältige Planung, spezialisiertes Fachwissen und eine enge Zusammenarbeit zwischen dem Halbleiterproduzenten und dem Anlagenhersteller. Bevor eine Luftzerlegungsanlage geplant werden kann, liefert der Chiphersteller einen detaillierten Anforderungskatalog: Welche Gase und Gasmengen sollen produziert werden und in welcher Qualität? Wie viel Platz steht für die Anlage zur Verfügung? Ab wann soll produziert werden? Zu klären sind auch die Beschaffenheit des Baugrunds, Windlasten sowie Energie- und Kühlwasserversorgung. Aus all diesen Angaben wird ein Versorgungskonzept entwickelt, aus dem hervorgeht, welche Maschinen, Tanks und Backupkapazitäten erforderlich sind. Die Herstellung aller Komponenten dauert anschließend bis zu zwei Jahre; das Prozedere zur Inbetriebnahme der Anlage mehrere Monate.
Flexibilität und Skalierbarkeit durch modulares Anlagendesign
On-site-Luftzerlegungsanlagen sind so konzipiert, dass sie möglichst wenig der oft begrenzten industriellen Fläche beanspruchen und nahtlos in die bestehende Infrastruktur und Produktionsprozesse des Halbleiterwerks integriert werden können. Daher haben sie ein modulares Design und können je nach Bedarf unterschiedliche Größen sowie Kapazitäten aufweisen. So lassen sich die Luftzerlegungsanlagen an das Wachstum des Herstellers und die sich ändernden Anforderungen des jeweiligen Werks anpassen.
Versorgungssicherheit auch bei Wartung oder Ausfällen
Um die Versorgungssicherheit der Vor-Ort-Anlagen rund um die Uhr zu gewährleisten, werden sie mit redundanten Komponenten und Backup-Systemen ausgestattet. Dies ermöglicht den kontinuierlichen Betrieb auch bei Wartungsarbeiten oder beim Ausfall einzelner Teile. „Es ist wichtig, dass die Luftzerlegungsanlagen bei den Chipherstellern 24/7 hochreine Gase in der geforderten Qualität und Menge produzieren“, erklärt Stefan Lindt und fährt fort: „Fällt die Gasproduktion bei einem Hersteller komplett aus, könnte das einen wochenlangen Halbleiterfertigungsstillstand und damit extreme Kosten bedeuten.“
Damit das Ausfallrisiko minimiert wird, werden die Anlagen stets im Blick gehalten. Durch kontinuierliche Fernüberwachung, regelmäßige Inspektionen und vorbeugende Wartungsmaßnahmen werden potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und behoben – noch bevor es zu Ausfällen kommt. Um Wartungsarbeiten, eventuelle Reparaturen oder Fehlerbehebungen schnell und reibungslos durchzuführen, ist eine intensive und detaillierte Planung gemeinsam mit dem Halbleiterproduzenten erforderlich: „Wir stehen täglich in direktem Austausch mit den Chipherstellern. Aus den Gesprächen entwickeln wir
kontinuierlich neue Ansätze, um die Anlagen noch effizienter und zuverlässiger zu betreiben“, so Lindt. Sollte es trotz der Sicherheitsmaßnahmen zu einem kompletten Stillstand einer Anlage kommen, besteht zudem jederzeit die Möglichkeit, die Gase vorübergehend per Tankwagen anzuliefern.
Die Herausforderung bei Luftzerlegungsanlagen ist deren effizienter Betrieb zur Trennung von Luft in ihre Bestandteile Stickstoff und Sauerstoff. Stefan Lindt beschreibt: „Wir betreiben mittlerweile zehn solcher On-Sites für das sächsische Halbleitercluster Silicon Saxony. Diese sichern die Versorgung mit technischen Gasen vor Ort ab. Die Anlagen werden so geplant, dass sie möglichst energieeffizient betrieben werden. Zudem wird der Energieverbrauch durch permanente Verbesserungen an den tatsächlichen Bedarf angepasst. Solche Maßnahmen tragen in der Summe zu einer Verringerung der Energiebilanz der Chiphersteller bei.
Über Air Liquide Electronics
Die Air Liquide Electronics GmbH ist ein Tochterunternehmen der Air Liquide Deutschland GmbH und hat ihre Unternehmenszentrale in Ottendorf-Okrilla bei Dresden, Sachsen. Das Unternehmen ist ein Spezialist für die Produktion und Lieferung von Luft- und Bulkgasen sowie Spezialgasen für die Halbleiterindustrie und von Equipment für Gas- und Chemieversorgungssysteme für die Halbleiter- sowie Photovoltaikindustrie in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Air Liquide Electronics ist sowohl bei Weltkonzernen als auch bei mittleren und kleineren Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen tätig. Aktuelle Aktivitäten sind auf die Entwicklung und Lieferung von neuartigen flüssigen Spezialgasen (Precursors) sowie von Wasserstofferzeugungsanlagen und Infrastruktursystemen gerichtet. Air Liquide Electronics ist Gründungsmitglied des Hightech-Netzwerks Silicon Saxony e. V.
Mehr zum Unternehmen: https://de.airliquide.com/ihre-branche/electronics
Über Air Liquide in Deutschland
In Deutschland arbeiten rund 3.750 Mitarbeiter in Unternehmen der Air Liquide-Gruppe. Air Liquide versorgt 100.000 Kunden und über 200.000 Patienten in der häuslichen Pflege. Jedes zweite deutsche Krankenhaus bezieht medizinischen Sauerstoff von Air Liquide. Air Liquide beliefert zahlreiche Industriezweige wie die Luftfahrt-, Automobil-, Lebensmittel- und Getränke-, Chemie- und Elektronik-sowie die Energiewirtschaft und ist auch an der Umsetzung von Projekten zur Energiewende mit Wasserstoff beteiligt.
Über Air Liquide
Als weltweit führender Anbieter von Gasen, Technologien und Dienstleistungen für Industrie und Gesundheit ist Air Liquide mit rund 67.100 Mitarbeitern in 73 Ländern vertreten und betreut mehr als 3,9 Millionen Kunden und Patienten. Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff sind wichtige kleine Moleküle für Leben, Materie und Energie. Sie verkörpern das wissenschaftliche Gebiet von Air Liquide und stehen seit der Gründung des Unternehmens im Jahr 1902 im Mittelpunkt seiner Aktivitäten.
Heute zu handeln und gleichzeitig die Zukunft vorzubereiten, ist der Kern der Strategie von Air Liquide. Mit ADVANCE, dem Strategieplan für 2025, strebt Air Liquide eine globale Performance an, die finanzielle und nicht-finanzielle Dimensionen verbindet. Die Gruppe, die sich auf neuen Märkten positioniert, profitiert von wichtigen Trümpfen wie ihrem Geschäftsmodell, das Widerstandsfähigkeit und Stärke vereint, ihrer Innovationsfähigkeit und ihrem technologischen Know-how. Die Gruppe entwickelt Lösungen, die zum Klima und zur Energiewende beitragen – insbesondere mit Wasserstoff – und setzt sich für Fortschritte in den Bereichen Gesundheit, Digitalisierung und Hochtechnologie ein.
Der Umsatz von Air Liquide belief sich im Jahr 2022 auf mehr als 29,9 Milliarden Euro. Air Liquide ist an der Pariser Börse Euronext notiert (Segment A) und gehört zu den Indizes CAC 40, CAC 40 ESG, EURO STOXX 50, FTSE4Good und DJSI Europe.
Pressekontaktdaten
Air Liquide Deutschland GmbH
Christina Lang
Tel.: 0211 6699 4242
E-Mail: christina.lang@airliquide.com
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Tel.: 0352 437 55 12
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Originalinhalt von ABG_Marketing, veröffentlicht unter dem Titel „Gaseproduktion vor Ort für unterbrechungsfreie Halbleiterfertigung„, übermittelt durch Prnews24.com
