Réduire les émissions de carbone dans les usines de fabrication de semi-conducteurs : pourquoi le chauffage par rayonnement infrarouge est effectivement efficace
Soyons honnêtes : la fabrication de semi-conducteurs est une activité très gourmande en énergie. Lorsque l’on gère des processus thermiques en environnement propre, les factures d’électricité deviennent énormes, et l’empreinte carbone est encore plus importante.
La plupart d’entre nous sont habitués aux fours à convection traditionnels ou aux chauffages résistifs. Mais il existe une meilleure façon de générer de la chaleur : les lampes à rayonnement infrarouge.
Avec les méthodes traditionnelles, on chauffe l’air, dans l’espoir que cet air réchauffe la puce. C’est extrêmement gaspilleur. En fait, on paie pour chauffer toute la pièce, juste pour amener un petit morceau de silicium à la bonne température. Ensuite, le système de climatisation doit travailler dur pour refroidir cette chaleur. C’est un cercle vicieux de gaspillage d’argent.
Le chauffage par rayonnement infrarouge, lui, fonctionne différemment : il utilise des radiations électromagnétiques pour chauffer directement le matériau à traiter. Pas de médiateur, pas de chauffage de l’air.
Résultat ? On atteint plus rapidement la température souhaitée. On évite également que la chaleur ne s’échappe vers le plafond, et on dirige cet énergie exactement là où elle est nécessaire.
Bien sûr, on ne peut pas simplement placer une lampe chauffante dans l’usine. Les particules présentes dans l’air constituent un problème. Pour maintenir un environnement propre, on utilise des enveloppes en quartz de haute pureté. Cela empêche toute dégazage et prévient toute contamination qui pourrait nuire à la qualité du produit. De plus, ces lampes sont très efficaces, même dans de petits espaces. On peut les placer directement dans la chambre à vide ou dans les outils de manipulation des puces, sans avoir besoin d’un espace important.
Mais je dois être sincère avec vous : ce n’est pas une solution magique pour toutes les situations. Le chauffage par rayonnement infrarouge crée une chaleur intense et localisée. Si l’on travaille avec des puces très fines ou des matériaux sensibles, il est facile de brûler leur surface avant même que le reste du matériau ne se réchauffe. Il faut donc ajuster parfaitement les contrôleurs PID et les capteurs. Sinon, on risque de détruire les substrats.
Néanmoins, du point de vue d’une « usine verte », c’est une avancée considérable. Quand on cesse de compter sur ces gros chauffages à air forcé, les systèmes de refroidissement peuvent enfin fonctionner correctement. Nous avons constaté que les émissions de type Scope 2 diminuaient considérablement simplement en remplaçant les anciens chauffages par des systèmes à rayonnement infrarouge.
C’est une solution simple : on atteint ses objectifs en matière d’émissions de carbone, on économise de l’énergie, et on n’a pas besoin de changer toute sa chaîne de production.