电子与半导体行业电气应用方案

创新驱动，智芯未来 电子与半导体作为国家战略性新兴产业之一，是国家数字经济重要的支撑行业，其产业链长、工艺复杂、设备精密、能耗大。 ABB采用全球先进的ABILITY创新型数字化电气与自动控制技术，更广泛地帮助客户应对电子与半导体行业的电能质量、可靠供电和绿色低碳三大挑战，打造电子信息领域的智慧科技工厂，ABB ABILITY数字技术赋能中国高端制造。 目录 04–05电子与半导体行业机遇与挑战 06–25电子与半导体行业电气应用方案 10谐波治理与无功补偿 14可靠供电 26–28全生命周期的电气服务 电子与半导体行业机遇与挑战大力推进关键核心技术攻关，加速高端技术产业快速发展 电子与半导体产业作为中国高端制造的核心行业之一，已成为国家发展数字经济的重要组成部分。在AI、IoT、5G/6G、自动驾驶、云计算、大数据等多重因素推动下，电子与半导体行业正迎来崭新的战略机遇。 电子与半导体产业链特别长，工艺极其复杂，应用领域非常广泛。目前电子与半导体行业在产品制造、动力保障、工厂运维和节能减排等方面仍面临着严峻挑战。 行业五大需求 绿色低碳 工厂制造不但自动化程度高，并且是制造业能耗大户，特别是大型半导体制造工厂，如何建造绿色低碳的高科技智慧工厂也是行业 关 注 焦 点 之一。 谐波治理与无功补偿 主要工艺 电子与半导体行业电气解决方案建造安全、智慧、绿色的高端科技工厂 ABB全面服务于电子与半导体产业链，ABB高安全、高可靠、高性能的工厂电能质量与工厂供电解决方案为国家高端制造保驾护航。ABBABILITY创新的数字化技术为高端科技工厂构建一体化的管理平台，实现工厂能源柔性管理，全生命周期的设备资产健康管理，ABB助力国家高端制造绿色低碳化，加速构建电子与半导体行业可持续发展的生态圈。 电压暂降 绿色低碳 关键电源 谐波治理与无功补偿 可靠供电 •ABB ABILITY 零碳工厂与工业园区智慧能源管理方案•ABB ABILITY 低压配电数字化方案•ABB ABILITY 智慧工业建筑控制方案 •ABB 工厂智能配电方案 •vw 2 Harness 双电源自动转换系统•TruOne®专业快速自动转换开关（FATS）•不间断电源方案（UPS） •SmartPQF有源滤波方案•SmartPQS 系列电能质量综合治理装置(SVG)•RCR-7% 串电抗器无功补偿方案•M4M40&50电能质量分析仪 •PCS100 AVC-40 动态电压调节方案•HiPerGuard MV UPS中压不间断电源方案•M4M40&50电能质量分析仪 安全可靠 智慧高效 高性能、宽范围、多保护的电气设备，实现实时在线监测、主动预测和设备资产健康管理，确保高端制造稳定运行。 无缝联接，互联互通，云端管理，移动办公，大幅提升运维效率，降低运营成本。 电压暂降 PCS100AVC-40动态电压调节方案HiPerGuardMVUPS中压不间断电源方案 光刻、刻蚀、离子注水等关键工艺段采用大量昂贵的精密制造设备，关键工艺设备对电压暂降极其敏感。外电网主要由天气或环境影响，如雷电、强风、变电站设备老化、故障、跳闸、重型负载启动等；内电网主要因电压等级低（208V)、电网稳定性差、变频器参数设置不恰当、大电机启动等因素引起。工厂发生电压暂降将导致原材料大量报废，大量破品产生，产品优良率严重下降，昂贵的关键工艺设备损毁，企业带来巨大的经济损失。 PCS100 AVC-40 动态电压调节方案（低压配电系统，集中治理模式） •208 V – 480 V, 150 – 3600 kVA；•过载能力强，极速响应<10ms；•可靠性极高，自身故障不会使关键负载掉电；•内置三重故障安全旁路，更高安全等级；•无谐波污染，效率高达98％；•无储能元件，几乎免维护，环保 典型应用 •工艺段：光刻、刻蚀、离子注水、沉积、清洗、抛光；•工艺设备：光刻机、刻蚀机、膜扩散沉淀设备、离子注入机、清洗机、晶圆机、抛光设备等。 ABB全面地治理电子与半导体行业中低压配电系统内外电网电压暂降、电压暂升等电压波动问题。解决方案电压等级从208V~480V到24kV，可快速、精确的补偿电压暂降和暂升、并实现连续的电压调节，稳定内外网电压，为高端制造打造坚强电网。保护电子与半导体敏感的关键工艺设备免受电压扰动的影响，保障关键工艺稳定高效运行，提升电子与半导体制造的安全可靠性，提高产品优良品和工厂产能。ABBAVC动态电压调节方案相比UPS方案具有结构简单，故障点少，安全可靠性高，无电池组，体积小等特点。 HiPerGuard MV UPS 中压不间断电源方案（中压配电系统，集中治理模式） •额定电压6.6kV~24kV•功率从2.5MW可扩展到25MW•效率高达98%•解决公共电网（外网）输入的电压暂降和中断等问题；•ZISC阻抗 (Z) 隔离静态转换架构是高性能、高效率电源调节和不间断电源架构，为工厂提供持续的洁净电力。 典型应用 •工厂变电站。 M4M40(S级)、M4M50(A级) 高端电能质量分析仪 •具有电压暂稳态、闪变、波形捕捉、故障纪录等高级功能；•高达89次谐波监测，易于分析工业恶劣环境的电网质量；•16GB闪存，大容量存储；•独立的漏电电流监测，工业用电更安全；•PT100温度监测，降低工厂火灾风险；•自动向导，9种语言，易于操作使用。 典型应用 •工艺段与厂务动力。 谐波治理与无功补偿SmartPQF有源动态滤波方案 SmartPQS快速无功补偿方案(SVG)RCR-7%串电抗器无功补偿方案 不但工艺设备精密度高、用电敏感及价格昂贵，并且厂务动力设备非线性负荷多，大量的可控变流装置、变频调速装置等非线性负荷设备产生大量3次谐波，导致关键工艺设备宕机或工艺设备运行不稳定，中性线可能出现打火现象，存在生产安全隐患，另外谐波会造成断路器跳闸及电气设备老化。电子与半导体生产工艺极其复杂，几乎全自动化高速生产，这需要快速响应和提高功率因数。 SmartPQF 有源动态滤波方案（集中治理模式） •220V，380V，480V，50... 1800A；•3电平逆变技术，损耗<3%，提升制造经济性；•滤除2次-61次谐波，治理范围更宽；•模块化设计，不同功能和容量模块可混搭，配置与扩展更灵活简便，满足多种工艺段需求；•闭环控制模式使谐波治理更彻底；•谐振保护增强工艺设备运行的稳定性；•滤波响应时间＜15ms，补偿响应时间＜5ms•7英寸互动触摸屏，操控更直观简单。 典型应用 •工艺段：光刻、刻蚀、离子注水、沉积；•工艺设备：光刻机、刻蚀机、离子注入机、清洗机、晶圆机、半导体机台、机械手、IC测试台等。 SmartPQF、SmartPQS和RCR-7%产品可以灵活组合配置，共同解决电子与半导体行业中各种负载导致的电能质量问题。 SmartPQF和SmartPQS：采用模块化设计，三电平技术，各种不同的功能和容量的模块均可以混合配置，更加灵活应对不同类型与规模的工艺生产线，滤波和补偿响应速度更快，闭环控制滤波更彻底、效率更高。方案集成了SVG、负载平衡、谐波治理、稳定电压四大电能质量功能，有效降低了设备投资成本，助力高端制造提质增效、减排降噪。 RCR-7%串电抗器无功补偿方案配套电容器≤1000V，全面满足电子与半导体制造多种电压等级的需求，电容器采用蛭石填充，不会因电容器击穿引发电气火灾，降低了工厂火灾风险。M4M40和M4M50高端电能质量分析仪可以监测高达89次谐波，易于分析高端制造复杂环境的电网质量。 SmartPQS 快速无功补偿方案(SVG)（集中治理模式） •380V, 30-1200 Kvar；•快速补偿- 三电平逆变技术更高效、节能、紧凑；- 响应速度<5ms，运行噪声<60dB，减排降噪；- 抑制电压闪变，改善电压质量。 高效灵活 - 方案模块化，模块单元可单独或同时补偿无功，不同容量模块可混搭，方案配置更灵活。 典型应用 •工艺段及厂务动力：光刻、刻蚀、离子注水、沉积、厂务动力；•工艺设备及厂务动力设备：光刻机、刻蚀机、膜扩散沉淀设备、离子注入机、清洗机、晶圆机、抛光设备，厂务动力等。 RCR-7% 串电抗器无功补偿方案（集中治理模式） •电容器≤1000V 、≤125kvar，全面满足电子与半导体制造多种电压等级的需求；•电容器采用蛭石填充，不会引发电气火灾，降低工厂火灾风险；•RCR-7%更远离谐振点，电容器不会过载被击穿；•手动及自动控制电容投切，投切顺序可编程；•投切决定以基波为准，不受谐波影响；•有效抑制闭合时尖峰电流。 典型应用 •厂务动力、生产工艺及其配套用电负荷。 关键电源 电子与半导体生产工序多达几百道，特别是关键工艺极其复杂，制造精密度极高，工艺设备特别昂贵，关键工艺不允许发生任何电源问题，如果供电中断将会导致关键工艺设备宕机或工艺运行不稳等现象，将造成产品大量破片和优良率大幅下降，给企业带来巨大的经济损失。 TruOne®专业快速自动转换开关（FATS） Emax 2 Harness 双电源自动转换系统 (全新双电源转换技术) •高效简洁智能断路器一体嵌入式逻辑控制，小于300ms的转换时间；全新升级数字化触控屏，更便捷的人机操作界面。•配置简便无需外置单独控制器，省去与外部保护装置复杂的接线。•高可靠性Ekip脱扣器提供断路器更完善的保护，确保电源转换更高可靠性;增加管理者授权，为安全操作保驾护航。•闭环控制闭环控制功能（并联时间不大于200ms）保证关键工艺设备的不间断供电。 •高可靠 转换时间≤50ms，AC-33A，带电检修，可选旁路型，保证关键工艺设备不宕机。 双重联锁，带载操作，紧急切换，N线先合后分，与相线同等容量，提高关键工艺设备的供电安全性。 一体式模块化设计，外形紧凑，节省安装时间和空间。 可远控，预维护，可直接接入EAM，实现关键电源智慧管理。 电子与半导体关键工艺段配电的三大关键环节，低压总进线与联络，馈线侧的双电源转换，关键工艺设备前端的UPS。ABB针对三大关键电源环节分别部署全新双电源转换技术Emax 2 Harness两进线一母联双电源转换系统，馈线侧采用TruOne®一体式模块化快速自动转换开关，关键工艺设备前端配置DPA分散式并联架构的不间断电源，ABB提供优异的输出性能和关键电源保护，为关键工艺设备提供更高的可靠性、安全性和高效性。 ABB Conceptpower DPA系列（关键工艺与信息中心）•三相 380V 50kW–1500kW •分散并联构架，系统无单点故障•在线热插拔模块化（OSM）•在线双转换模式下效率可达97.4%•输出功率因数为1（kVA=kW） •三相 20kVA-120kVA•分散式并联架构 (DPA)•在线热插拔模块化（OSM）•可选配集成电流隔离和升/降压变压器•IP31（标准），IP42（可选） PowerValue 11T/RT（塔式/机架式 工艺控制） •单相 1kVA-10kVA•在线式双转换•节能模式下效率高达98%•超长的后备时间供电保障•实现冗余或容量扩充 可靠供电 如果电子与半导体工厂的配电系统发生故障，将会导致产品大量报废，复机后设备故障，设备需重新调试，洁净环境污染，生产恢复时间长。GB50809《硅集成电路芯片工厂设计规范》要求工厂用电负荷等级应为一级，将生产工艺设备与动力设备的供电分设，大型电子与半导体工厂的负荷容量特别巨大，因此通常设置一个220kV或110kV变电站，两路电源专线供电，生产工艺和动力用电设备应配备用电源，生产工艺和动力用电核心设备应设UPS。 ABB为电子与半导体工厂提供一站式整体低压智能配电解决方案，方案集成了高安全、高性能、智能化的ABB低压电气产品，建造易扩展的模块化高科技工厂的可靠配电系统，打造安全可靠的厂务动力，确保工艺生产的持续稳定性，ABB为中国的电子与半