專題文章工業解決方案：半導體設備冷卻
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半導體的製造過程中需要對工作流體進行加熱以及冷卻。在高度精密的製造過程中，需要高效率，具成本效益且不複雜的熱能解決方案。
在半導體前段製程中，各製程步驟雖具備不同功能，但皆有一項關鍵共通需求——對穩定且精準的溫控系統高度依賴。
製程設備在運行時往往會產生大量熱能，需藉由水冷式製程設備（Liquid-Cooled Process Equipment，如 Chiller 系統）進行有效降溫；部分需在真空或高真空條件下進行的製程（Gas Chiller 應用），則仰賴低溫冷凍真空泵浦（Cryogenic or Chilled Vacuum Pumps）以確保製程環境的穩定性。
在這些應用中，板式熱交換器（BPHE）能提供高效且低能耗的熱交換解決方案，協助提升製程效能並確保系統長期穩定運行。
板式熱交換器應用於Semiconductor Industry
Liquid-Cooled Process Equipment
Liquid-Cooled Process Equipment
Front-End Semiconductor Manufacturing Process | Back-End Semiconductor Manufacturing Process |
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板式熱交換器應用於氣冷式液體冷卻機 (Air-Cooled Liquid Chiller)
在氣冷式 Chiller 系統中，板式熱交換器（BPHE）常被配置為蒸發器使用。除了標準的單迴路架構外，BPHE 亦可支援雙壓縮機、雙冷媒迴路設計。
藉由單一 BPHE，系統即可靈活應對變動負載需求：在低負載時僅啟動單台壓縮機，而於高負載時再啟動第二台壓縮機。此配置不僅確保冷卻能力的穩定供應，更能有效提升能源使用效率。
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板式熱交換器應用於水冷式液體冷卻機 (Water-Cooled Liquid Chiller)
 | 在水冷式 Chiller 系統中，板式熱交換器（BPHE）可靈活配置為蒸發器或冷凝器，協助系統達成高效熱交換。 冷卻水迴路可透過乾式冷卻器（Dry Cooler）直接將製程運行中所產生的熱能排放至環境中，有效降低系統溫度。 同時，BPHE 亦能與熱回收系統結合，將多餘熱能導出，應用於清洗、保溫等製程環節，進一步提升能源使用效率，並助力永續製造的實現。 |
板式熱交換器應用於低溫冷凍泵浦 (Cryogenic Pump)
在半導體製程中，低溫冷凍泵浦（Cryogenic Pumps）常被用於建構高真空或極高真空環境，適用於前段製程如 CVD、PVD、蝕刻等工藝。 這類泵浦的運作會運用到冷卻介質: 如氦氣或氮氣 這些泵浦通常會透過 BPHE 來做水冷散熱，BPHE 在這裡就扮演冷凝器的角色，散熱部分可以接 Dry Cooler，也能做熱回收，將熱水導回其他製程使用，提升能源效率。 |
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板式熱交換器應用於自由冷卻（Free Cooling ）
 | Free Cooling 是指當環境氣溫低於製程所需冷卻水的溫度時，可以不啟動壓縮機，直接利用室外的冷卻水或冷空氣進行熱交換。 在這樣的條件下，系統可以藉由 BPHE 搭配 Dry Cooler 等設備，將外部低溫環境的能量引入系統進行降溫，此有助於大幅提升 SEER（季節效率），也就是系統在一年四季中所能達成的實際平均效率。 (SEER 越高，代表能源使用越有效率，整體運營成本越低。) |
板式熱交換器應用於混合式冷卻系統 (Hybrid Cooling)
Hybrid Cooling 已成為先進製程冷卻系統的重要趨勢，透過結合傳統氣冷模式與自由冷卻（Free Cooling）模式，系統可依環境溫度與負載需求自動切換運行方式：
相較傳統設計，BPHE 具備體積精巧與高熱效率特性，可整合於單一 Chiller 裝置內，靈活支援雙模式運轉，實現節能與永續的製程冷卻方案。 |
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