
一、芯片工廠的特殊性與核心需求
極致的環境控制:對溫度、濕度、潔凈度(顆粒物)、振動、靜電有極其嚴苛的要求。
連續不間斷生產:7x24小時運行,任何系統中斷都可能導致巨額損失。
絕對的生產安全:涉及核心知識產權、昂貴設備和危險化學品,安防等級要求極高。
復雜的能源管理:是能耗大戶,節能降耗直接關乎運營成本。
嚴格的合規與追溯:需符合SEMI標準等行業規范,實現全生產流程的可追溯性。
二、芯片工廠弱電智能化整體架構
芯片廠的弱電系統是一個緊密集成、深度定制的一體化平臺,其架構比普通建筑復雜得多。
1、生產管理層,核心系統與功能MES,EAP,YMS,關鍵芯片與技術應用服務器CPU/GPU,數據庫軟件。
2、運營指揮層,FAB廠務監控系統, 中央集成管理平臺 工業級服務器/網關,邊緣計算平臺
3、區域控制層,專用子系統(如:SCADA,BA,安防平臺),工業以太網交換機,PLC,控制器。
4、感知執行層,各類傳感器、執行器、智能終端,高精度傳感器芯片,工業MCU,AI IPC SoC, 特種通信芯片。

三、核心子系統解決方案
1、廠務監控系統
這是芯片廠弱電系統的“生命線”,負責維持生產所需的核心環境。
?環境監控
潔凈室監控:通過高精度溫濕度、壓差、懸浮粒子傳感器,實時監測潔凈室等級(如ISO 1-5級)。芯片能檢測到0.1μm甚至更小的顆粒物。
振動監控:在關鍵設備(如光刻機)周圍部署微振動傳感器,防止振動影響曝光精度。
芯片技術:MEMS傳感器芯片、高精度ADC轉換芯片、低噪聲信號調理芯片。
?動力設施監控
純水/超純水系統:監控水質電阻率、流量、壓力。
大宗氣體/特殊氣體系統:監控氣體壓力、流量,并對有毒、可燃氣體進行泄漏檢測和報警。
真空系統:監控真空度。
芯片技術:特種氣體傳感器芯片、壓力傳感器芯片、流量計芯片。
?能源管理系統
對PCW、CDA、電力系統等進行分項計量。
通過AI算法分析能耗數據,優化冰機、水泵等大功率設備的運行策略,實現節能。
芯片技術:高精度電能計量芯片、帶通信功能的智能電表SoC。

2. 安全防范系統
芯片廠的安防是最高級別,分為物理安防和信息安防。
?人員出入管理
多因子認證:采用“刷卡 + 生物識別(掌靜脈/人臉) + 密碼”的組合方式。核心區域(如光刻區)需設置防尾隨通道。
芯片技術:AI SoC(用于人臉/掌靜脈識別終端)、安全MCU(用于門禁控制器和智能卡)。
?智能視頻監控
全覆蓋無死角:生產區、通道、周界、化學品庫等全域覆蓋。
AI行為分析:
區域入侵檢測:對限制區域進行實時監測。
行為規范檢測:檢測人員是否穿戴潔凈服規范、是否進行違規操作(如奔跑)。
主動預警:發現異常,系統主動報警并聯動門禁鎖閉相關區域。
芯片技術:高端AI IPC SoC(如海思、安霸的高性能芯片),支持高分辨率、低照度和復雜AI算法。
?周界入侵報警
采用光纖振動、紅外對射、電子圍欄等多種技術融合的方案,確保周界安全。
芯片技術:信號處理DSP、微控制器MCU。

?訪客與物料管理
訪客系統與門禁、監控聯動。
物料(特別是晶圓盒)通過RFID進行全程追蹤。
芯片技術:RFID讀寫器芯片、UHF RFID標簽芯片。
3. 網絡與通信系統
?高可靠網絡架構
物理隔離:辦公網、生產網、廠務監控網嚴格物理隔離或通過防火墻邏輯隔離。
工業以太網:采用環網拓撲(如RSTP/MRP),具備毫秒級自愈能力,確保網絡不間斷。
芯片技術:工業級以太網交換芯片,支持寬溫、高抗干擾性。
?無線覆蓋
在非潔凈區部署Wi-Fi 6/6E,用于移動巡檢、AGV調度等。
在潔凈區內需謹慎部署,避免信號干擾精密設備。
芯片技術:工業級Wi-Fi芯片、5G CPE模組(用于廣域連接)。
4. 智能樓宇控制系統
潔凈空調機組監控:精確控制溫濕度和風量壓差。
照明控制:根據工作和作息時間,自動控制公共區域和廠務區照明。
芯片技術:DDC控制器(內置工業級MCU)、智能照明驅動芯片。
四、芯片工廠弱電智能化解決方案特色
超高可靠性與冗余設計:從網絡、服務器到控制器,關鍵節點均采用冗余配置(雙機熱備、冗余電源、環網),滿足7x24小時運行。
深度集成與聯動:各子系統不再是信息孤島。例如,火警系統可聯動關閉氣體閥門、打開排煙窗;門禁事件可與視頻監控實時聯動彈出畫面。
數據驅動決策:將所有弱電系統數據匯聚到中央平臺,通過大數據分析,為能效優化、產能提升和安全管控提供數據支持。
百實科技芯片工廠的弱電智能化解決方案是一個集成了環境工程、自動化技術、IT技術和芯片技術的復雜系統工程。它不僅僅是設備的堆砌,更是通過數據融合和智能算法,為芯片制造這一“尖端精密工業”提供一個安全、穩定、潔凈、高效和可追溯的終極運營環境。
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