本文以中國臺灣半導體龍頭大廠為例，以「零排放」為目標，2018年起逐廠使用以玻璃纖維為基材的沸石濃縮雙轉輪技術，與協作廠商啟用AI智能參數系統，將系統參數優化，提升廢氣削減率至98%，大幅省下用電量及減碳。


科技發展推動晶圓需求，2025年產值將達1500億美元。
人工智能（AI）、機器學習（Machine learning）及影像識別（machine vision）技術，帶動智能工廠、智能手機、智能機器人、自動駕駛車等產業發展，使得晶圓需求水漲船高。根據IC Insights「2021-2025 年全球晶圓產能報告」指出，2021年全球晶圓代工產值約1000億美元，2025年更可望突破1500億美元大關。臺灣晶圓產能占比21.4%獨步全球，未來五年內可持續穩坐龍頭地位。


制造業廢氣造成嚴重空氣污染，環境健康飽受威脅。
根據世界衛生組織（WHO）調查顯示，空氣污染每年導致全球700萬人死亡，99%的人口生活在空氣污染物超目標環境下，而工業廢氣正是主要污染源之一。以半導體產業為例，晶圓制造過程會產生化學廢氣，廢氣若未經處理便肆意排放，勢必對環境與生命造成巨大損害。


中國臺灣半導體大廠挺身示范綠色制造
多年來以「零排放」為目標的中國臺灣半導體大廠，自2018年起逐廠使用以玻璃纖維為基材的沸石濃縮雙轉輪技術，攜手研華科技等供貨商，啟用AI智能參數系統，使系統參數得以優化，讓廢氣削減率提升至98%。由此估計，每年每廠大約可以省下48萬度電，減碳266公噸。


 
圖1 : 以玻璃纖維為基材的沸石濃縮雙轉輪技術流程，啟用AI智能參數系統，得以大幅提升廢氣削減率。（source：研華科技）

廠區地廣，設備繁多：系統協作效能難突破
為了提升廢氣削減率，須采用精準有效的系統參數設定值。然而廠區幅員廣，現場環境狀況多，協作設備數量龐大，而且來自多方供貨商。產品兼容性何解？怎么達成最佳協作效率？能否實時掌握廠區數據？如何減低不必要的人員調遣與反應時間？


參數設定最佳解：端到云的采集、傳輸與監控，三者缺一不可
在綠色制造目標計劃當中，研華扮演網絡通訊產品供貨商，提供高效網絡傳輸方案，可針對廢氣削減系統的不同環節應用，祭出相應的以太網絡解決方案。

通訊系統架構
常見的通訊系統架構，可大致分為三層：

1.數據采集與中量網絡傳輸 （System Ring Network & System Edge Network）

分布在廠區各處的大量傳感器與量測儀，在采集入口濃度、溫度、風量等數據后，將數據經由I/O模塊與PLC，傳輸至鄰近的以太網絡交換機。由于廠區環境多變，占地又廣，交換機在取得腹地范圍內的各式數據數據時，需要進一步將零散的數據，集中向上傳輸。

采用以太網絡交換機，一方面可減少網絡布線成本，另一方面有利數據集中處理。例如選擇高port數的網管型交換機，可以連接更多的終端IP設備，完成數據集結。搭配完善的網絡備援機制及信息安全管理功能，還能確保場域24小時穩定順暢、安全可靠地運作。

2.大量網絡傳輸（FMCS backbone Ring Network）

由于廠區數據來自四面八方，面對如此巨量的數據，傳輸帶寬要求相對也高。研華針對此特殊需求，于本案件中使用EKI-7400系列10G以太網絡交換機，利用其最高以每秒100億位的傳輸數據速率特性，有效處理大量涌進的各式設備數據，將數據往中央控制室中心傳送，以利進一步運算處理。強化的軟件監控及數據備援功能架構，確保所有數據傳輸皆使命必達，不受網絡異常事件影響，便不容易造成損失。

3.遠程監控中央管理（SI Backbone Network）

想要減少不必要的人員派工巡檢，同時又要能實時處理設備故障意外，遠程可視化監控系統必不可少。選用L3網管型交換機，并安裝于中央控制中心，可將整個廠區的數據傳給計算機與服務器運算處理，取得最佳實時參數解。

若再搭配WebAccess/NMS網絡管理系統，用戶可遠程透過Web GUI實時取得所有IP設備聯機狀況，并在第一時間獲取異常警報，大幅提升IT人員的信息管理效率，有利于現場異常快速反應處理。



 
圖2 : 工廠廢氣處理架構圖（source：研華科技）

以太網絡交換機：工業規格，寬溫操作
工業應用追求高效穩定，在長時間機臺運轉的環境之下，搭配的網絡通訊產品也需時刻運行，正因如此，工業等級網絡通訊設備成為必選。研華工業級以太網絡交換機產品本身，可支持-40~75℃寬溫運作，即便長時間運轉下產生高溫，也不會影響到傳輸效能。

綠色制造、智能地球
除了培養正確的環保意識觀念，還需身體力行親身實踐。研華的ESG（Environmental、Social、Governance）使命為「永續地球的智能推手」，近年積極開發如綠能儲能、風能設備維運等對環境有益的智能解決方案，并于企業內部落實建筑能源管理和節能減碳，并于董事會通過，于2026年使用50%綠電、2032年100%使用綠電，以達成ESG之綠電承諾。

研華科技提供豐富的網絡通訊產品資源，結合累積多年的工業數字轉型經驗，與各大廠商默契合作。以協作力挺半導體廠商完成綠色制造愿景，共同成為綠色制造、智能地球的推手。