不是一个模子印出来的块
德州仪器（TI）构建在得克萨斯州一个创新的新亿平方英尺的芯片制造工厂，由于从一点点帮助落基山研究所。克里斯蒂娜页面
保罗·威斯布鲁克很乐意向你展示他的房子。这是锦绣，得克萨斯州使用电力的三分之一，小于第四在该地区传统住宅的水的被动式太阳能，屡获殊荣的结构。它有superwindows，需氧败血性处理系统，主动式太阳能水加热，地热热泵供暖系统，和一对1600加仑的雨水箱。它的设计细节，良好的经济性，并仔细测量性能都贴线上。
实现资源效率和共享信息是威斯布鲁克的两大才能。当他不在家里向人们展示节能设计、系统和设备时，他就努力把这些创新成果带到他的公司——德州仪器公司，他在那里担任可持续设计经理。
当威斯布鲁克遇到人们对从耗电的阴极射线管电脑屏幕转换到纯平显示器的成本效益的质疑时，他写了一份详细的电子表格，展示了全公司从能源和其他节约中获得的好处。但他有更高的目标。2001年，落基山研究所(Rocky Mountain Institute)首席执行官艾莫里•洛文斯(Amory Lovins)在达拉斯可持续发展大会上发表演讲时，威斯布鲁克邀请他在德州国际工业学会(TI)举办了一场研讨会，主题是高效晶片制造厂。2003年春天，艾默里回到TI;人群越来越多，人们的兴趣也越来越大。为了提高人们对可持续发展和整个系统设计的认识，威斯布鲁克带了三名德州仪器公司的副总裁到他家，向竞彩足球app怎么下载他们展示了他的公用事业账单(就像RMI在其超级高效的总部所做的那样)。这引起了他们的注意，并让他们开始谈论对公司的影响。威斯布鲁克指出:“这有助于证明，应用良好的设计可以使系统以最小的资本投资更高效。”
一年半后，2004年11月在得克萨斯州理查森18，TI上破土动工一个国家的最先进的，高效率，百万平方英尺的芯片代工厂（包括220000平方英尺无尘室）设计部分有三天charrette1与落基山研究所过程中产生的想法。
RMI已经工作了芯片制造商前 - 主要是咨询为另一个世界的领导者，意法半导体。1998 - 2000年期间，RMI公司的专家调查了8个ST晶圆厂，发现大量的潜在节约快速的回报。果然，意法半导体（像IBM和杜邦公司）每年都在削减单位产品的能源使用6％，在2 - 3年内偿还。但在TI，RMI有珍贵的机会，以帮助从头设计一个新的芯片工厂 - 必然要保存比改造旧的越来越更低的成本。通常情况下，在繁荣和萧条的芯片业务，重新设计的下一个工厂或者是过早或过晚;从未有一个很好的时间去做。但威斯布鲁克敏锐地计算好他的干预，只是在时间上改变设计思路从事RMI，无论是在他的公司，并在其设备供应商和咨询工程师。
当德州仪器的官员第一次开始讨论他们的新设备时，可持续性并不是他们首要考虑的事情。竞彩足球app怎么下载晶圆厂非常复杂，资本高度密集(通常是几十亿美元)，能源高度密集。在气候控制的“洁净室”内，用外来高科技“工具”蚀刻、溅射和烘烤在硅晶片上的亚微观芯片层数比流感病毒还小。芯片制造对中断和污染极其敏感。可靠性是至关重要的——停产每天的成本可能超过100万美元。工人们必须穿着舒适的特制工作服，以防止灰尘和棉绒进入超清洁的空气(最小的斑点都可能毁掉一个直径小于10万分之一英寸的芯片)。这些工具对精确控制温度和湿度的需求可能更为关键。
要在成本竞争，德州仪器正在认真考虑海外建立的新工厂。但当然晶圆厂的成本高是因为不只是它的专门的工具也提供丰富的冷冻水，清新的空气，洗涤排气，真空，以及其他精心装备的规模和复杂性“的工具。”使用这些服务更加省吃俭用可以使工厂成本低，工作得更好，更快地建设，并在市场中取胜。- - 2003年，克里斯Lotspeich，谁就会导致很多的RMI的ST工作，精辟的总结芯片晶圆厂的挑战： -
现在来硬的部分：TI的工程师和设计师们被告知30％，比以前的项目削减建筑和公用设施成本。“成本的挑战可能是一个表明，塞，”威斯布鲁克说，“但原来是一个好处。我们实际上不得不回到上许多项目的绘图板。它给了我们一个机会来分析旧观念和挑战。一些传统智慧RMI CEO埃默里·洛文斯说，这是很好的古老的维多利亚工程'” - 艺术捶胸顿足从单一的支出多重效益。
通过驱动革命性的变化，并抛弃增量进化设计，30％的-降低资本成本的目标给予了威斯布鲁克和他的资金没有着落“Fabscape”可持续性设计团队的开放测试最创新的理念。竞彩足球app怎么下载从2002年开始，球队每两个星期举行会议，产生的国家的最先进理念的混乱。
他们的白皮书越来越多堆很快取得了令人信服的理由续流，但纪律严明的设计过程中蒸馏出来的东西可用。因此，在2003年12月，一队RMI顾问来帮助TI冒泡和归结数百漂亮的观念为十二“大Honkin'点子” - 概念，可以从根本上改变TI如何设计和建造晶圆厂和TI如何与合作它的工业合作伙伴。
晶圆代工厂到处是arcanely专业供应商制造的精美复杂的工具。指定工具时的能源效率是很少考虑。由于工艺和可靠性要求规则，客户很少会要求效率和模具制造商，谁也不会支付水电费，根本不是用来提供它。这并不是说他们不能;相反，他们从来没有被问。
然而累积效应所有通过消耗的功率所有晶圆厂的工具和设备为首的专家研讨会参与者跟踪能源的每瓦每个工具最终成为热必须除去消费方式，使冷却设备更大，耗电 - 在总现值成本约700 $每瓦！所以，最大的胜利，就不能简单地使冷却设备更有效，但使其通过购买有效的工具，将给予更少的热量在第一时间更小更简单。设备将通过测量来确定大小，确定不是凭空猜测：作为RMI设计者说（通用汽车借款），“我们相信上帝;所有其他人带来的数据。”
储蓄很快开始大量增加。几乎双倍效率的真空泵，在等待晶圆片时被削减到空闲速度，节省了300吨的制冷机容量和工厂总电力的7%。真空泵供应商最初被要求提高效率的要求吓了一跳，但很快就看到了业务逻辑。优化温度和压力降低节省了五分之一的内部冷却工具的冷却水流量。更智能的排气系统每分钟节省了10万立方英尺(cfm)的排气和替换物(经过空调的新鲜空气)——每台现在价值62美元。带有热交换器的内部冷却工具，其设计降低了压力和温度的损失，从而使中央过程冷却水系统的体积缩小到每分钟3000加仑，节省了资金和运行成本。
作为后车间设计的进展，它变得越来越明显，聪明的工具和他们的更小，更高效的支持系统级联会节约能源和水资源。结果包括一个分裂制冷设备，其冷却水以用于不同目的的两个不同的温度（进一步的创新甚至可能消除在下一晶圆厂两个部分中的一个）;高效风机过滤单元用于空气再循环;预冷与传出冷空气进入的热空气;大管道和小水泵，以切断摩擦和资金成本;自然采光和在办公区域高效照明装置;太阳能热水;反射屋顶;和广泛的水回收和再利用（回收将节省近百万加仑每天自来水的）。回收热量之前丢弃，并用高压水喷射，而不是蒸汽加湿，减少6个锅炉到仅一个加一个备份 - 这两者将被关闭在一年的大部分 - 60％切割氮氧化物的排放。
虽然工厂将不得不启动和运行之前，任何人都可以肯定知道，威斯布鲁克预测，与TI前晶圆厂相比，新工厂将削减能源使用量的20％和用水量的35％。储蓄来关于每个从更好的工具和他们的直接支持设备的一半，并从更小，更节俭公用事业和建筑系统。
“全系统工具设计”是不是唯一的突破性想法，从车间出现了。例如，TI决定测试洁净室的工人重量更轻的工作服。粒子测试结果表明，消除口罩不应损害产品的质量，并可以使工人更舒服令人心寒。
一些设计特点探讨在研讨会上都采用环保设计的非工业建筑的标准组件，并提供了巨大的经济利益。每个无水小便池，例如，将一个4万加仑的水，再加上未安装冲洗阀和水管的资本成本节约 - 有助于水密集型产业在干旱气候。能源建模软件如eQUEST3让设计者立即测试他们的想法是怎样变化的性能，例如：旋转行政楼30°可节省约$ 30,000每年在太空中冷却。
参与者的不同热情很快集中在赢得高LEED(能源与环境设计领导)评级上——在RMI的帮助下，这是一种为优秀设计元素得分的系统方式。正如威斯布鲁克所指出的，“人们的竞争天性是一种强大的力量，可以被利用为好的。我们喜欢节能减排，我们喜欢这样做得一分。”
该LEED的焦点似乎是TI运作良好。该公司将投资于LEED相关的项目$ 2-3万 - 这将被纳入反正大多提高效率。这些投资将返回估计$ 75万经营成本只在第一年，并在全扩建，应该保存万元每年超过$ 3
看看在德州的这三天会有什么结果，这将是令人兴奋的。到目前为止，RMI与ST微电子公司的改造工作已经“发现了30%-50%的HVAC节能潜力，以及其他的节能机会。”总的来说，这些改造的回收期不到两年。”但是，设计一个新的晶圆厂可以提供更大的机会在第一次就把它做好:低摩擦的管道和管道，控制马达在需要的瞬时速度，甚至利用冷却或干燥的外部空气进行免费冷却。位于米兰附近的ST工厂的这种系统“比传统的冷却系统节省80%的运行成本，每年节省50万美元，根据天气情况，回报期为1到3年。”
最终，这样的底线利益导致TI采用大多数Fabscape队的十几个大Honkin'思想（尽管有些等待进一步的测试和分析）。所有的能源和水节约了大约为零改变了净资本成本 - 最多1％的额外的，但很可能下降。每平方英尺的总投资成本，根据要求，排在30％以下正常，吹走行业规范和保持新工厂在美国。
2005年3月15日，由领先的芯片制造商应用材料公司赞助的艾莫里·洛文斯将在上海举行的中国半导体博览会上介绍TI公司的重大突破。他的目标是:推动中国进一步改进设计。中国拥有聪明的工程师，污染严重，电力和水资源稀缺，并迫切希望超越西方。这样的竞争对世界有利，还有更多的机会有待开发。下一个工厂能设计得更好，节省50%的能源吗?百分之七十?百分之八十?让我们找出答案。由于这种激进的节约来自于下一代的工具和系统设计，它们可能会工作得更好，成本甚至更低。在保罗·韦斯特布鲁克(Paul Westbrook)等敬业的创新者和他出色的团队的帮助下，我们开始竞赛——帮助世界上增长最快、最先进的行业之一将各种形式的浪费减少到零。
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克里斯蒂娜是第一位研究员/顾问落基山研究所。
本文已RMI重印礼貌。这是第一次在的2005年春季版印刷RMI解决方案时事通讯。
保罗·威斯布鲁克很乐意向你展示他的房子。这是锦绣，得克萨斯州使用电力的三分之一，小于第四在该地区传统住宅的水的被动式太阳能，屡获殊荣的结构。它有superwindows，需氧败血性处理系统，主动式太阳能水加热，地热热泵供暖系统，和一对1600加仑的雨水箱。它的设计细节，良好的经济性，并仔细测量性能都贴线上。
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当威斯布鲁克遇到人们对从耗电的阴极射线管电脑屏幕转换到纯平显示器的成本效益的质疑时，他写了一份详细的电子表格，展示了全公司从能源和其他节约中获得的好处。但他有更高的目标。2001年，落基山研究所(Rocky Mountain Institute)首席执行官艾莫里•洛文斯(Amory Lovins)在达拉斯可持续发展大会上发表演讲时，威斯布鲁克邀请他在德州国际工业学会(TI)举办了一场研讨会，主题是高效晶片制造厂。2003年春天，艾默里回到TI;人群越来越多，人们的兴趣也越来越大。为了提高人们对可持续发展和整个系统设计的认识，威斯布鲁克带了三名德州仪器公司的副总裁到他家，向竞彩足球app怎么下载他们展示了他的公用事业账单(就像RMI在其超级高效的总部所做的那样)。这引起了他们的注意，并让他们开始谈论对公司的影响。威斯布鲁克指出:“这有助于证明，应用良好的设计可以使系统以最小的资本投资更高效。”
一年半后，2004年11月在得克萨斯州理查森18，TI上破土动工一个国家的最先进的，高效率，百万平方英尺的芯片代工厂（包括220000平方英尺无尘室）设计部分有三天charrette1与落基山研究所过程中产生的想法。
RMI已经工作了芯片制造商前 - 主要是咨询为另一个世界的领导者，意法半导体。1998 - 2000年期间，RMI公司的专家调查了8个ST晶圆厂，发现大量的潜在节约快速的回报。果然，意法半导体（像IBM和杜邦公司）每年都在削减单位产品的能源使用6％，在2 - 3年内偿还。但在TI，RMI有珍贵的机会，以帮助从头设计一个新的芯片工厂 - 必然要保存比改造旧的越来越更低的成本。通常情况下，在繁荣和萧条的芯片业务，重新设计的下一个工厂或者是过早或过晚;从未有一个很好的时间去做。但威斯布鲁克敏锐地计算好他的干预，只是在时间上改变设计思路从事RMI，无论是在他的公司，并在其设备供应商和咨询工程师。
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要在成本竞争，德州仪器正在认真考虑海外建立的新工厂。但当然晶圆厂的成本高是因为不只是它的专门的工具也提供丰富的冷冻水，清新的空气，洗涤排气，真空，以及其他精心装备的规模和复杂性“的工具。”使用这些服务更加省吃俭用可以使工厂成本低，工作得更好，更快地建设，并在市场中取胜。- - 2003年，克里斯Lotspeich，谁就会导致很多的RMI的ST工作，精辟的总结芯片晶圆厂的挑战： -
- 晶圆厂有广泛的加热，通风和空调（HVAC）系统的高性能过滤器，以维持洁净室温度和湿度精确地同时过滤空气中的颗粒。风机，泵，熔炉，和冷却器提供调节的空气和冷却水的入经由管道和管道的洁净室。根据不同的尺寸，晶圆厂在任何地方使用3至多达30 power.2 HVAC系统兆瓦消耗30％-50晶圆厂％的电力;工具使用另外的40％左右。能源占[只有少数] ...芯片的成本的百分数，电力可以是最大的单一[非劳动]操作的芯片制造商，每年在一个工厂的费用，共计数百万美元。此外，节能措施可以改善关键的运行参数（产量，建立时间，灵活性），并在新工厂可以节省资金和施工时间 - 竞争力的关键因素。
- 尽管进行了巨大的创新，但由于严格的工艺要求、安全风险、停机成本高以及快速变化的市场中的残酷竞争，半导体制造业形成了一种规避风险的企业文化。要实现生产和上市时间目标，需要对数千个变量进行非凡的控制。当某样东西工作时，它会被精确地复制。公司在建造新晶圆厂时也会“完全复制”以前的晶圆厂。这节省了一些时间和初始成本，但阻碍了在洁净室之外的改进，包括能源效率特性——因此提高了运行成本。具有讽刺意味的是，尖端技术是在几十年前设计的建筑中制造出来的，因此这些建筑现在具有巨大的节能和省钱潜力。
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晶圆代工厂到处是arcanely专业供应商制造的精美复杂的工具。指定工具时的能源效率是很少考虑。由于工艺和可靠性要求规则，客户很少会要求效率和模具制造商，谁也不会支付水电费，根本不是用来提供它。这并不是说他们不能;相反，他们从来没有被问。
然而累积效应所有通过消耗的功率所有晶圆厂的工具和设备为首的专家研讨会参与者跟踪能源的每瓦每个工具最终成为热必须除去消费方式，使冷却设备更大，耗电 - 在总现值成本约700 $每瓦！所以，最大的胜利，就不能简单地使冷却设备更有效，但使其通过购买有效的工具，将给予更少的热量在第一时间更小更简单。设备将通过测量来确定大小，确定不是凭空猜测：作为RMI设计者说（通用汽车借款），“我们相信上帝;所有其他人带来的数据。”
储蓄很快开始大量增加。几乎双倍效率的真空泵，在等待晶圆片时被削减到空闲速度，节省了300吨的制冷机容量和工厂总电力的7%。真空泵供应商最初被要求提高效率的要求吓了一跳，但很快就看到了业务逻辑。优化温度和压力降低节省了五分之一的内部冷却工具的冷却水流量。更智能的排气系统每分钟节省了10万立方英尺(cfm)的排气和替换物(经过空调的新鲜空气)——每台现在价值62美元。带有热交换器的内部冷却工具，其设计降低了压力和温度的损失，从而使中央过程冷却水系统的体积缩小到每分钟3000加仑，节省了资金和运行成本。
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虽然工厂将不得不启动和运行之前，任何人都可以肯定知道，威斯布鲁克预测，与TI前晶圆厂相比，新工厂将削减能源使用量的20％和用水量的35％。储蓄来关于每个从更好的工具和他们的直接支持设备的一半，并从更小，更节俭公用事业和建筑系统。
“全系统工具设计”是不是唯一的突破性想法，从车间出现了。例如，TI决定测试洁净室的工人重量更轻的工作服。粒子测试结果表明，消除口罩不应损害产品的质量，并可以使工人更舒服令人心寒。
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该LEED的焦点似乎是TI运作良好。该公司将投资于LEED相关的项目$ 2-3万 - 这将被纳入反正大多提高效率。这些投资将返回估计$ 75万经营成本只在第一年，并在全扩建，应该保存万元每年超过$ 3
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2005年3月15日，由领先的芯片制造商应用材料公司赞助的艾莫里·洛文斯将在上海举行的中国半导体博览会上介绍TI公司的重大突破。他的目标是:推动中国进一步改进设计。中国拥有聪明的工程师，污染严重，电力和水资源稀缺，并迫切希望超越西方。这样的竞争对世界有利，还有更多的机会有待开发。下一个工厂能设计得更好，节省50%的能源吗?百分之七十?百分之八十?让我们找出答案。由于这种激进的节约来自于下一代的工具和系统设计，它们可能会工作得更好，成本甚至更低。在保罗·韦斯特布鲁克(Paul Westbrook)等敬业的创新者和他出色的团队的帮助下，我们开始竞赛——帮助世界上增长最快、最先进的行业之一将各种形式的浪费减少到零。
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克里斯蒂娜是第一位研究员/顾问落基山研究所。
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