芯片工厂弱电智能化解决方案满足芯片工厂的特殊性需求

一、芯片工厂的特殊性与核心需求

　　极致的环境控制：对温度、湿度、洁净度(颗粒物)、振动、静电有极其严苛的要求。

　　连续不间断生产：7x24小时运行，任何系统中断都可能导致巨额损失。

　　绝对的生产安全：涉及核心知识产权、昂贵设备和危险化学品，安防等级要求极高。

　　复杂的能源管理：是能耗大户，节能降耗直接关乎运营成本。

　　严格的合规与追溯：需符合SEMI标准等行业规范，实现全生产流程的可追溯性。

二、芯片工厂弱电智能化整体架构

　　芯片厂的弱电系统是一个紧密集成、深度定制的一体化平台，其架构比普通建筑复杂得多。

　　1、生产管理层，核心系统与功能MES，EAP，YMS，关键芯片与技术应用服务器CPU/GPU，数据库软件。

　　2、运营指挥层，FAB厂务监控系统， 中央集成管理平台 工业级服务器/网关，边缘计算平台

　　3、区域控制层，专用子系统(如：SCADA，BA，安防平台)，工业以太网交换机，PLC，控制器。

　　4、感知执行层，各类传感器、执行器、智能终端，高精度传感器芯片，工业MCU，AI IPC SoC， 特种通信芯片。

三、核心子系统解决方案

1、厂务监控系统

　　这是芯片厂弱电系统的“生命线”，负责维持生产所需的核心环境。

⚫环境监控

　　洁净室监控：通过高精度温湿度、压差、悬浮粒子传感器，实时监测洁净室等级(如ISO 1-5级)。芯片能检测到0.1μm甚至更小的颗粒物。

　　振动监控：在关键设备(如光刻机)周围部署微振动传感器，防止振动影响曝光精度。

　　芯片技术：MEMS传感器芯片、高精度ADC转换芯片、低噪声信号调理芯片。

⚫动力设施监控

　　纯水/超纯水系统：监控水质电阻率、流量、压力。

　　大宗气体/特殊气体系统：监控气体压力、流量，并对有毒、可燃气体进行泄漏检测和报警。

　　真空系统：监控真空度。

　　芯片技术：特种气体传感器芯片、压力传感器芯片、流量计芯片。

⚫能源管理系统

　　对PCW、CDA、电力系统等进行分项计量。

　　通过AI算法分析能耗数据，优化冰机、水泵等大功率设备的运行策略，实现节能。

　　芯片技术：高精度电能计量芯片、带通信功能的智能电表SoC。

2. 安全防范系统

　　芯片厂的安防是最高级别，分为物理安防和信息安防。

⚫人员出入管理

　　多因子认证：采用“刷卡 + 生物识别(掌静脉/人脸) + 密码”的组合方式。核心区域(如光刻区)需设置防尾随通道。

　　芯片技术：AI SoC(用于人脸/掌静脉识别终端)、安全MCU(用于门禁控制器和智能卡)。

⚫智能视频监控

　　全覆盖无死角：生产区、通道、周界、化学品库等全域覆盖。

　　AI行为分析：

　　区域入侵检测：对限制区域进行实时监测。

　　行为规范检测：检测人员是否穿戴洁净服规范、是否进行违规操作(如奔跑)。

　　主动预警：发现异常，系统主动报警并联动门禁锁闭相关区域。

　　芯片技术：高端AI IPC SoC(如海思、安霸的高性能芯片)，支持高分辨率、低照度和复杂AI算法。

⚫周界入侵报警

　　采用光纤振动、红外对射、电子围栏等多种技术融合的方案，确保周界安全。

　　芯片技术：信号处理DSP、微控制器MCU。

⚫访客与物料管理

　　访客系统与门禁、监控联动。

　　物料(特别是晶圆盒)通过RFID进行全程追踪。

　　芯片技术：RFID读写器芯片、UHF RFID标签芯片。

3. 网络与通信系统

⚫高可靠网络架构

　　物理隔离：办公网、生产网、厂务监控网严格物理隔离或通过防火墙逻辑隔离。

　　工业以太网：采用环网拓扑(如RSTP/MRP)，具备毫秒级自愈能力，确保网络不间断。

　　芯片技术：工业级以太网交换芯片，支持宽温、高抗干扰性。

⚫无线覆盖

　　在非洁净区部署Wi-Fi 6/6E，用于移动巡检、AGV调度等。

　　在洁净区内需谨慎部署，避免信号干扰精密设备。

　　芯片技术：工业级Wi-Fi芯片、5G CPE模组(用于广域连接)。

4. 智能楼宇控制系统

　　洁净空调机组监控：精确控制温湿度和风量压差。

　　照明控制：根据工作和作息时间，自动控制公共区域和厂务区照明。

　　芯片技术：DDC控制器(内置工业级MCU)、智能照明驱动芯片。

四、芯片工厂弱电智能化解决方案特色

　　超高可靠性与冗余设计：从网络、服务器到控制器，关键节点均采用冗余配置(双机热备、冗余电源、环网)，满足7x24小时运行。

　　深度集成与联动：各子系统不再是信息孤岛。例如，火警系统可联动关闭气体阀门、打开排烟窗;门禁事件可与视频监控实时联动弹出画面。

　　数据驱动决策：将所有弱电系统数据汇聚到中央平台，通过大数据分析，为能效优化、产能提升和安全管控提供数据支持。

　　百实科技芯片工厂的弱电智能化解决方案是一个集成了环境工程、自动化技术、IT技术和芯片技术的复杂系统工程。它不仅仅是设备的堆砌，更是通过数据融合和智能算法，为芯片制造这一“尖端精密工业”提供一个安全、稳定、洁净、高效和可追溯的终极运营环境。