การลดการปล่อยคาร์บอนในโรงงานผลิตชิป: เหตุใดรังสีอินฟราเรดความถี่สั้นจึงเป็นวิธีที่ดีกว่าในการให้ความร้อน
พูดตามตรงแล้ว การทำให้โรงงานผลิตชิปมีความเป็นกลางทางคาร์บอนนั้นเป็นเรื่องที่ยากมาก ปัญหาสำคัญก็คือวิธีการจัดการกับความร้อน ตลอดมาเราใช้วิธีการให้ความร้อนด้วยตัวต้านทาน แต่วิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพเลย เพราะมันทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานมากมายไปกับการให้ความร้อนกับอากาศรอบๆ วัตถุดิบ
นั่นคือเหตุผลที่เราหันมาใช้ระบบโคมไฟอินฟราเรดความถี่สั้นแทน โคมไฟเหล่านี้สามารถส่งความร้อนไปยังจุดที่ต้องการได้โดยตรง นั่นคือบนพื้นผิวของวัตถุดิบเอง วิธีนี้ช่วยให้เราสามารถถึงอุณหภูมิที่ต้องการได้อย่างรวดเร็ว และไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการให้ความร้อนกับส่วนอื่นๆ ของห้องอีกด้วย
ข้อมูลเกี่ยวกับพลังงาน
เมื่อเราติดตั้งระบบเหล่านี้ เป้าหมายก็คือความรวดเร็ว เราต้องการให้กระบวนการเพิ่ม/ลดอุณหภูมิเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว
เราใช้โคมไฟควอตซ์ที่มีกำลังสูง เพราะโคมไฟเหล่านี้สามารถสร้างความร้อนได้มาก โดยไม่ทำให้ตัวเครื่องมีอุณหภูมิสูงเกินไป ความร้อนจะถูกส่งไปยังจุดที่มีการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีจริงๆ การถ่ายโอนพลังงานจึงเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว
แต่ก็มีข้อเสียอยู่เหมือนกัน หากเราเพิ่มกำลังของโคมไฟให้สูงสุดเพื่อให้สามารถประมวลผลวัตถุดิบได้มากขึ้น ก็จะทำให้อุณหภูมิสูงมาก ซึ่งจะสร้างแรงกดดันให้กับระบบปิดผนึกและระบบระบายความร้อน หากเราไม่สามารถควบคุมการไหลของน้ำที่ใช้ระบายความร้อนได้อย่างเหมาะสม ก็อาจทำให้ระบบปิดผนึกเสียหายได้ นี่คือสิ่งที่เราต้องจัดการให้ดี
ควอตซ์และหลักการ “การปรับแต่ง”
เราใช้ท่อควอตซ์ที่มีฮาโลเจนอยู่ข้างใน เพราะท่อเหล่านี้มีอายุการใช้งานนานและมีความเสถียรสูง ควอตซ์มีข้อดีตรงที่สามารถให้รังสีอินฟราเรดผ่านเข้ามาได้โดยไม่ดูดซับพลังงานไป
แต่สิ่งที่น่าสนใจก็คือ เราสามารถปรับแต่งท่อเหล่านี้ได้ โดยการเคลือบสารบางอย่างลงบนท่อ เพื่อให้สเปกตรัมของรังสีอินฟราเรดตรงกับช่วงการดูดซับของวัสดุชิปที่เราใช้
ลองนึกภาพเหมือนการปรับคลื่นความถี่ของวิทยุ หากความยาวคลื่นตรงกัน วัสดุก็จะดูดซับพลังงานแทนที่จะสะท้อนมันออกมา การสะท้อนน้อยลงก็หมายถึงการสูญเสียพลังงานน้อยลง และเนื่องจากเราใช้ตัวเชื่อมต่อมาตรฐาน เราจึงสามารถนำโคมไฟเหล่านี้มาใช้กับระบบเดิมได้เลย ไม่จำเป็นต้องสร้างระบบใหม่ทั้งหมด
ผลกระทบในทางปฏิบัติ
การเปลี่ยนมาใช้รังสีอินฟราเรดนั้นเป็นวิธีที่ดีทั้งสำหรับโลกและสำหรับงบประมาณของเราเอง
เราสามารถลดการใช้เครื่องให้ความร้อนขนาดใหญ่ได้ ซึ่งมักจะมีอุณหภูมิสูงมากหลังจากที่วัตถุดิบออกจากโรงงานไปแล้ว เราจึงสามารถประหยัดพลังงานได้ในทุกๆ วัตถุดิบที่ผ่านระบบนี้
นี่คือวิธีที่มีประสิทธิภาพในการบรรลุเป้าหมาย “โรงงานสีเขียว” เราสามารถลดการปล่อยคาร์บอนได้ โดยไม่ต้องชะลอกระบวนการผลิตหรือส่งผลเสียต่อผลกำไรของเรา มันเป็นวิธีที่ได้ผลจริงๆ