安科瑞戴婷 Acrel-Fanny

一、背景

政策支持

在國家鼓勵半導體材料國產化的政策導向下，本土半導體材料廠商不斷提升半導體產品技術水平和研發能力，逐漸打破了國外半導體廠商的壟斷格局，推進中國半導體材料國產化進程，促進中國半導體材料行業的發展。

需求巨大

半導體是許多工業整機設備的核心，普遍應用于計算機、通信、消費電子、汽車、工業/醫療、軍事/政府等核心領域。為鼓勵半導體材料產業發展，突破產業瓶頸，我國出臺等多項政策支持半導體行業發展，為半導體材料產業的發展提供良好的發展環境。為應對國外技術出口管制風險，多家中國半導體企業也增加了材料國產化率要求，加快了國產半導體材料研發進度。

門檻高

半導體核心材料技術壁壘極高，國內絕大部分產品自給率較低，市場被美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣地區的海外廠商所壟斷。目前，國內半導體材料企業僅在部分領域實現自產自銷，并在在靶材、電子特氣、CMP拋光材料等細分產品已經取得較大突破，各主要細分領域國產替代空間廣闊，預計將促進我國半導體材料行業發展。

二、企業需求

1.供電可靠

2.供電質量可靠

3.用能安全和環境安全

4.專業全面的能源管理需求

5.提高能源效率，降低能耗成本

6.配電系統復雜，運維效率提升

三、解決方案

AcrelEMS-SEMI電子工廠能效管理系統集變電站綜合自動化、電力監控、電能質量分析及治理、電氣安全、能耗分析、照明控制、設備運維于一體，為建立可靠、安全、有效的工廠能源管理體系提供數據支持。

以芯片制造工廠為例，該工廠電源可分為三類即：公共電網電源、柴油發電機備用電源和 UPS 電源。國內企業通常會分別簡稱為：市電、E 電和 U 電。 工藝生產負荷按其對于電源可靠性要求的重要性可分為3個等級：1級關鍵負荷、2 級關鍵負荷及3級關鍵負荷，重要性是逐步升高的。

以下為一個半導體工廠的典型電氣單線示意圖(部分)，為了提高工廠供電可靠性，采用2路110kV電源供電，設立一座110/10kV變電站，配置2000kW/10kV柴油發電機作為后備電源，在0.4kV側配置500kVA UPS用于3級關鍵負荷和部分2級關鍵負荷工藝設備供電。

每個芯片制造工廠工藝生產用電量與公用工程用電量比例不盡相同，通常工藝生產比公用工程用電量略低，但大致可以認為比例為 1：1的關系，即各占全廠總負荷的 50% 。植入、光刻、蝕刻生產過程中的機臺設備、泵、高溫爐及其它一些機械設備是工藝生產過程中的主要用電設備，而公用工程直接參與工藝生產的超純水、工藝生產的冷卻水、氮氣及間接參與生產的建筑冷卻的冷凍水、清潔干燥的空氣是主要的用電大戶。

系統架構

系統特點

1.提升供電可靠：中低壓實時監測；電能質量監測和提升；變壓器、發電機、UPS狀態監測；接點溫度監測；實時預警。

2.節能降耗：計量體系完善；能耗數據統計；能源流向分析；工藝生產能耗數據監測；廠務系統能耗數據監測；照明控制；負荷調節。

3.用能安全：電氣火災監測；消防設備電源監測；防火門監控；消防應急照明和疏散指示監測；環境監測。

4.運維輔助：設備臺賬；設備保養提醒；工單派發；運維流程閉環；專家報告。

四、功能介紹

1.變電站綜合自動化

1.1 實時監控

實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等；

1.2 關鍵供配電設備監測

監測變壓器、柴油發電機、UPS的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數據。

1.3 故障錄波

系統具備故障錄波、事件順序記錄，用于分析故障波形，協助分析故障原因并改進。

1.4 電能質量監測

監測各進線回路電能質量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數據波形記錄，進而判斷配電系統擾動方向。

2.電氣安全

2.1 電能質量治理

配置有源濾波裝置和無功補償裝置對0.4kV側電能質量進行補償和治理，并監測有源濾波裝置和無功補償裝置運行情況，確保電能質量符合生產要求。

2.2 電氣火災監測

監測配電系統回路的漏電電流和線纜溫度，實現對企業電氣安全預警。

2.3 消防設備電源監測及疏散指示

監測消防設備的工作電源是否正常，保障在發生火災時消防設備可以正常投入使用。

2.4 接點測溫

系統監測斷路器、母排、線纜接頭、密集型母線槽接點溫度并實時預警。

3.降低能耗

3.1 計量體系搭建

為工廠搭建計量體系，顯示能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助企業分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區域。

3.2 能耗數據統計

采集工廠工藝用電、廠務用電、純水、氮氣、壓縮空氣等消耗量，同環比對比分析，能耗總量和能耗強度計算，標煤計算和CO2排放統計趨勢。

3.3 工藝能耗

采集廠內冰機系統、冷卻塔系統、熱水系統、PCW 系統、MAU 系統、排氣系統、FFU 系統、純水系統、廢水系統、純水拋光系統、空壓機系統、氣體純化系統、大宗氣站、照明辦公系統、IT 數據中心系統、工藝機臺等能耗數據。

3.4 智能照明控制

單控、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式。

4.運維管理

4.1 設備檔案管理

配置重要設備包括變壓器、電氣柜、高壓電纜、空調主機、水泵、醫療設備等設備信息，配置二維碼.

4.2 運維流程管理

任務管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消警記錄、搶修記錄、通知工單。

4.3 設備維護

在用戶維護設備的質保期與安裝時間后對設備是否超長時間運行與過期運行進行檢測，提醒用戶及時查看或更換相應設備，并提示維修或更換建議。

4.4 專家報告

系統定期為用戶生成能耗分析報告，提供專家建議。

5.分布式光伏監測

5.1 光伏電站收益分析

顯示平臺所接入的光伏電站所產生的的日/月/年/累計收益和對應減少的碳排放。

5.2 光伏電站運行實時監測

實時顯示光伏電站一次接線圖，光伏組串直流/交流側實時數據

5.3 逆變器運行狀態監測

顯示單個逆變器詳細數據，包括逆變器信息、實時發電功率、日/月/年發電量、收益、發電功率及發電量趨勢曲線、直流側和交流側數據等。

6.其他功能

重點用能單位能耗數據

采集企業電、水、氣、汽、煤等能源消耗數據，對各種能源消耗指標進行標準煤、碳排放指標等折標運算，清晰展示用能單位的能源消耗數據，支持手工填報，按照當地政府部門要求上傳數據。

充電樁管理

電動汽車和電瓶車充電樁管理，包括收費管理、資產管理。

職工公寓管理

對廠區內職工宿舍進行負載管理，包括惡性負載識別管理、負載閾值管理，避免因為惡性負載引起火災。對員工宿舍進行水電收費管理，支持微信、支付寶等繳費方式，采集職工宿舍能耗數據

五、硬件管理

審核編輯 黃宇