隨著數字技術更深入地融入現代世界的各個方面，對幾乎每種半導體芯片的需求都在持續增長。這種需求給晶圓廠帶來了提高產量的持續壓力，迫使制造商尋找新技術和解決方案來提高生產率，同時提高制造質量。對于半導體行業來說，這可能是一個復雜且成本高昂的挑戰。當制造商擁有完善的、價值數十億美元的生產系統和控制系統時，很難說服他們投資集成新的生產、自動化和數據分析工具。然而，有一些增量技術可用，例如創新的新型氣體輸送組件，提供了提高半導體效率和生產力的方法，

升級關鍵氣體輸送系統組件以提高產量

更新或修改已建立的芯片制造工藝的任何部分都是具有挑戰性的。首先，就工程和設備成本而言，它可能非常昂貴。新的系統集成也可能很麻煩，并對更大的運營造成代價高昂的干擾。這些挑戰通常導致制造商及其供應商在流程中檢查較小的系統和組件，以嘗試找出提高產量的機會，而備受關注的一個系統和組件是氣體輸送系統和壓力調節器。

由于半導體制造涉及如此多的氣體輸送系統，控制氣流的壓力調節器已成為提高產量的關鍵組成部分。更新的壓力調節器設計提供更精確的壓力和流量控制以及改進的循環時間，有助于制造商更嚴格地控制氣體輸送，這與更高的產品質量和更高的產量直接相關。從更大的角度來看，這些元件級的改進還可以幫助減少材料浪費和設備磨損，所有這些都有助于緩解制造商正在努力解決的半導體短缺問題。

氣柜設計中高純度部件的臨界值

要了解高純度壓力調節器對半導體制造操作及其產量的積極影響，請在氣體輸送系統的更大范圍內考慮典型的氣柜。氣體管線開始時是 100% 清潔且不含雜質的，因此引入該過程的調節器也必須是 100% 清潔的。這意味著調節器供應商必須在高純度調節器的制造過程中盡自己的一份力量，以確保安裝調節器后不會將雜質引入過程中。例如，一些壓力控制調節器是專門為高純度應用制造的，并在 ISO 4 潔凈室中組裝并真空袋包裝，以從制造到運輸和安裝到系統的整個過程中保持清潔度。

然而，清潔度只是壓力調節器對產量影響的一部分。同樣重要的是調節器提供精確流量控制的能力。當氣體供應到達氣柜時，調節器負責控制分配到向潔凈室工具供給的閥組箱的氣體流量。一旦氣體到達潔凈室，流量精度對于提供高產品質量、從而實現高產量絕對至關重要，壓力或流量的任何波動都會損害這種質量。

認識到調節器的關鍵作用及其影響產量的潛力，艾默生等行業領先的供應商將其工程專業知識集中在推進調節器技術上，以更精確地控制流量。因此，現在可以使用配備傳感器的新型壓力調節器，使制造商能夠自動捕獲、分析和響應調節器數據，而無需操作員干預。此外，壓力調節器內部設計的進步，例如體積的減小和隔膜的修改，通過減少轉換期間凈化調節器所需的時間來改善循環時間。

數字壓力調節器提升精度和控制能力

繼續以氣柜為例，氣體輸送領域的常見情況是工作人員通過讀取柜內的壓力表并手動記錄讀數來檢查壓力。這種傳統方法在制造過程中至少引入了三個出錯機會。首先，記錄壓力數據時可能會出現人為錯誤。其次，操作員記錄數據和響應數據采取行動之間存在固有的延遲。最后，它要求操作員靠近氣柜讀取壓力表，并且在某些情況下操作員必須打開氣柜進行壓力調節。每個步驟都會給流程增加不必要的風險，這可以通過集成現代壓力調節器技術來解決。

例如，當手動捕獲數據時，壓力隨時間的微小變化可能會被忽視，而微小的波動通常不會被識別和糾正，直到它們對芯片質量產生負面影響并降低產量。相比之下，數字化壓力調節器可以響應微小的壓力偏差并自動進行修正，無需操作員干預。這消除了與傳統故障排除和手動控制相關的時間延遲，并防止不合規格的情況持續到影響質量和產量的程度。以這種方式將自動化應用于壓力調節器還可以減少或消除操作員與氣柜接觸的需要，從而最大限度地降低操作員的安全風險。

壓力調節器等組件的增量數字化以及隨后的大型氣體輸送系統的數字化可以為未來的過程改進和安全性帶來各種新的機會。除了真正優化產量之外，制造商還能夠立即識別并糾正加工問題的根本原因，通過使操作員遠離危險氣體和設備來使流程本質上更安全，并通過更好的預防性維護來延長設備壽命。未來的半導體制造還將允許設施管理人員使用根據實時性能數據提供的預測維護工具來計劃停機時間。

壓力調節器機械特性的進步

雖然壓力調節器的數字化是高精度氣體輸送的重要組成部分（如氣柜示例所示），但調節器的機械特性還存在其他同樣重要的創新，這些創新也有助于控制污染。

例如，新的調節器設計包括無彈簧和無螺紋型號，具有較小的內部容積和較少的介質接觸點，以最大限度地減少顆粒積累和污染。調節器還可能采用束縛隔膜設計，在出口發生內部泄漏時形成可靠的密封。新型金屬對金屬隔膜與閥體密封件改善了調節器閥體內的泄漏完整性。這些更新的機械功能使壓力調節器能夠在多種類型的超高純氣體輸送系統中提供更安全、更可靠的性能和污染控制，包括散裝特種氣體系統、氣柜、閥歧管箱和其他工具連接和壓力控制系統。標準化的零件號還使分銷商和最終用戶更容易選擇。

選擇零部件供應商的關鍵標準

對于需要更換氣體輸送系統中出現故障的壓力調節器或希望將調節器更新為這些新設計的制造商來說，與擁有半導體制造專業知識和經驗的知識豐富的供應商合作對于成功至關重要。

首先，找到一家擁有ISO等級潔凈室的供應商，以確保您購買的調節器是在超潔凈環境中采用超潔凈制造工藝制造的。此外，請確保您的供應商可以隨時供應符合行業標準并在性能和可靠性方面享有盛譽的產品。這將加快維修和更換零件的速度，這對于避免長時間停機至關重要。

其次，來自供應商的本地支持被證明是非常寶貴的，因為它使供應商能夠熟悉制造操作，并且使制造商能夠熟悉供應商的產品系列。制造商與供應商關系的這一方面對雙方都有利，使他們能夠和諧工作，快速解決短期問題，并專注于長期流程改進目標。讓供應商參與制造挑戰和目標還可以帶來控制技術的進步，這對制造商以及整個行業都有好處。

最后，對供應鏈中斷和原材料短缺的關注也應該在選擇供應商時發揮作用。那些了解原材料資源和供應動態并主動為中斷做好準備和計劃的人可以提供更高水平的供應安全。 

每個組件都很重要

壓力調節器的創新只是眾多組件如何實現現代化以滿足當今制造商數字化需求的一個例子。通過將整個制造過程完全數字化，壓力調節器等組件變得“更智能”、更精確、反應更靈敏，制造商顯著提高了實時監控和控制過程的能力。他們可以在問題減慢生產或影響質量之前更快地做出響應——這是半導體制造商維持產量并滿足前所未有的需求的關鍵需求。

隨著各行業繼續投資于數字化轉型，經過改進的數字壓力調節器的微小變化可以帶來巨大的改進，從而創造推動制造業向前發展的動力。這種方法是一種更易于管理的方式，可以從新的組件級技術提供的質量、安全性和產量方面獲益。