半导体厂弱电智能化解决方案有助精细化管理，降低生产成本

一、 核心目标与设计原则

　　⚫极致稳定性与高可用性：7x24小时不间断运行，关键系统冗余设计，确保生产零中断。

　　⚫卓越的安全性：兼顾物理安全与网络安全，保护核心知识产权和高端设备。

　　⚫洁净室环境保障：所有系统设备、管线部署需符合洁净室规范，无尘、无振动、无干扰。

　　⚫高度集成与智能联动：各子系统数据互通，实现跨系统智能决策与自动化控制。

　　⚫可扩展性与灵活性：适应技术快速迭代和未来产能扩张的需求。

　　⚫能效管理：实现对超高耗能设施的精细化管理，降低生产成本。

二、 核心子系统详解

　　以下是根据半导体工厂特点定制的核心弱电智能化子系统：

1. 综合布线系统

　　要求：作为所有信息传输的“高速公路”，必须满足高带宽、高可靠性、抗干扰要求。

⚫方案：

　　主干：采用单模/多模万兆光纤，核心区域考虑40/100Gbps预部署。

　　水平：六类A或更高等级屏蔽/非屏蔽双绞线，防止电磁干扰。

　　特殊区域：洁净室内采用洁净室专用线缆、面板和配件，防止产尘。

　　物理冗余：关键路径(如核心机房到FAB车间)采用物理分离的双路由布线。

2. 网络系统

　　要求：稳定、高速、安全，并实现严格的网络隔离。

⚫方案：

　　网络分区：

　　生产网络：独立的物理或逻辑网络，承载生产设备(如光刻机、刻蚀机)的实时数据，与外部网络物理隔离或通过严格防火墙策略隔离。

　　办公网络：承载日常办公、邮件、互联网访问等业务。

　　设施网络：承载厂务监控系统数据。

　　安防网络：承载视频监控、门禁等数据。

　　无线网络：在指定办公区和公共区域覆盖，生产区通常严格限制或禁用。

　　设备：采用工业级核心、汇聚及接入交换机，支持高可靠性协议。

3. 通信系统

　　要求：保障内外通信畅通，并满足应急指挥需求。

⚫方案：

　　语音通信：部署IP-PBX系统，与公共电话网(PSTN)互联。

　　无线对讲系统：覆盖全厂，特别是信号屏蔽严重的区域(如地下室、设备层)，用于运维、安保和应急调度。

　　公共广播与紧急广播系统：与消防系统联动，实现背景音乐播放和火灾等紧急情况下的强制切换与疏散指挥。

4. 安全防范系统

　　这是半导体厂的重中之重，分为物理安全和网络安全。

　　A. 物理安全：

⚫智能门禁一卡通系统：

　　多因子认证：在核心区域(如光刻区、CMP区、化学品库)采用“卡+密码”或“卡+生物识别(掌静脉/指纹)”等方式。

　　防反传/防尾随：设置通道闸机或双门互锁。

　　权限精细化管理：根据不同人员(员工、访客、承包商)设置不同的通行区域和时间。

　　与人员更衣流程联动：集成电子衣柜管理。

⚫视频监控系统：

　　无死角覆盖：覆盖主要出入口、周界、通道、重要设备区、化学品/特气供应区、仓库等。

　　高清智能分析：采用高清网络摄像机，并集成智能分析功能(如区域入侵、人员聚集、物品遗留/丢失、人员轨迹跟踪)。

　　洁净室专用摄像机：采用无风扇、无尘设计，嵌入彩钢板安装，不影响洁净度。

　　周界入侵报警系统：采用电子围栏、红外对射、振动光纤等技术，与视频监控联动。

　　安检系统：在生产区出入口设置金属探测门和X光行李扫描仪，防止未经授权的物品(如U盘、手机、相机)带入，保护知识产权。

B. 网络安全：

　　等保合规：遵循国家网络安全等级保护(等保2.0)三级或更高要求。

　　纵深防御：部署下一代防火墙、入侵检测/防御系统、网络审计、防病毒体系。

　　生产网安全：采用工业防火墙隔离不同区域的生产设备，部署工控安全审计平台。

　　终端安全：严格管理移动存储设备的使用，部署终端安全管理软件。

5. 楼宇自控与厂务监控系统

　　这是保障生产环境的核心，通常升级为厂务监控系统。

⚫监控对象：

　　暖通空调系统：对洁净室的温度、湿度、压差、颗粒物浓度进行精密控制。

　　工艺冷却水系统：监控水温、水压、流量。

　　纯水/超纯水系统：监控水质电阻率、流量、压力。

　　大宗/特种气体系统：监控气体压力、浓度、泄漏(通过有毒/可燃气体报警系统)。

　　真空/压缩空气系统：监控压力、露点。

　　废气/废水处理系统：监控关键工艺参数。

　　电力监控系统：监控各级配电柜的电压、电流、功率因数等。

　　功能：实时监控、自动调节、故障预警、能效分析、报表生成。

6. 数据中心/机房工程

　　位置：尽量靠近FAB车间，减少网络延迟。

　　设计：A级标准，采用模块化数据中心解决方案。

⚫子系统：

　　精密空调：保证恒温恒湿。

　　不间断电源系统：2N或更高冗余配置，确保关键负载不间断供电。

　　气体灭火系统：通常采用IG541、七氟丙烷等洁净气体。

　　动环监控系统：对供配电、UPS、空调、漏水、温湿度、门禁等进行集中监控。

7. 智能物流与访客管理

　　智能访客系统：线上预约、身份证验证、自动发放访客卡、与门禁权限联动。

　　智能储物柜：与门禁系统联动，实现物品的授权存取管理。

　　AGV调度管理：与电梯、自动门联动，实现物料在洁净室内的自动传输。

三、系统集成与智能管理平台

　　将以上所有子系统集成到一个统一的智能建筑管理平台或厂务监控平台上，实现：

　　全局可视化：在“一张图”上查看所有设备状态、报警信息和关键绩效指标。

⚫智能联动：

　　消防与门禁联动：火警时，自动打开对应区域的门禁，启动紧急广播。

　　入侵报警与视频联动：周界报警时，自动调取附近摄像头画面并录像。

　　生产与厂务联动：当关键生产设备预约开机时，提前调整洁净室环境参数。

　　大数据分析与预测性维护：通过对设备运行数据的分析，预测潜在故障，变被动维修为主动维护。

　　能效优化：综合分析电力、水、气等能源数据，找出节能空间。

四、导体厂弱电智能化实施建议

　　⚫前期规划：在工厂设计阶段就介入，与主体工程、洁净室工程、工艺系统同步规划。

　　⚫专业团队：选择具有半导体行业成功实施经验的集成商和供应商。

　　⚫标准与规范：严格遵循政策相关标准。

　　⚫生命周期管理：考虑系统的后期运维、升级和扩展性。

　　百实科技半导体厂弱电智能化已远非传统楼宇智能化的概念,一个优秀的半导体厂弱电智能化解决方案，不仅能保障工厂安全、稳定、高效地生产，更是其提升良率、降低成本、在激烈竞争中保持领先地位的核心武器。