การลดการปล่อยคาร์บอนในกระบวนการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ด้วยแสงอินฟราเรดในสภาพสุญญากาศ
การผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์นั้นต้องอาศัยความแม่นยำสูง แต่การทำเช่นนั้นในสภาพสุญญากาศนั้นเป็นเรื่องที่ยากมาก เพราะจะทำให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานมากมาย โรงงานส่วนใหญ่ยังคงใช้วิธีการใช้ความร้อนจากต้านทานไฟฟ้า ซึ่งก็เหมือนกับการพยายามทำให้ถั่วลูกเดียวร้อนขึ้นโดยการทำให้หม้อทั้งหมดร้อนขึ้น วิธีนี้ช้ามาก และสิ้นเปลืองพลังงานมหาศาล นอกจากนี้ยังทำให้มีการปล่อยคาร์บอนเพิ่มขึ้นอีกด้วย
เราใช้วิธีที่แตกต่างออกไป เราใช้หลอดไฟอินฟราเรดที่สามารถทำงานได้ในสภาพสุญญากาศ เพื่อให้ความร้อนโดยตรงกับวัสดุที่ต้องการให้ร้อนขึ้น ไม่มีการสิ้นเปลืองพลังงานเลย
หลักการทางฟิสิกส์
เมื่ออยู่ในสภาพสุญญากาศ คุณไม่สามารถพึ่งพาอากาศในการถ่ายเทความร้อนได้ คุณจึงต้องใช้แสงอินฟราเรดแทน นี่คือเคล็ดลับ: เราปรับความยาวคลื่นของแสงอินฟราเรดให้ตรงกับความยาวคลื่นที่วัสดุต้องการดูดซับ แทนที่จะใช้เวลาหลายชั่วโมงในการทำให้ห้องสุญญากาศร้อนขึ้น คุณก็สามารถให้ความร้อนไปยังวัสดุที่ต้องการได้ทันที
นี่เป็นวิธีที่ง่ายมาก แต่ก็ช่วยลดการสิ้นเปลืองพลังงานได้อย่างมากเลย
การสร้างโรงงานที่ไม่ทำลายโลก
หากคุณต้องการสร้าง “โรงงานสีเขียว” คุณต้องคำนึงถึงปัจจัยด้านความร้อนด้วย อุปกรณ์ที่ใช้ในการให้ความร้อนนั้นใช้เวลานานมากในการร้อนขึ้น และใช้เวลานานกว่านั้นในการเย็นลง ในทางกลับกัน หลอดไฟอินฟราเรดนั้นแทบไม่มีความเฉื่อยทางความร้อนเลย คุณเพียงแค่กดสวิตช์ ก็สามารถให้ความร้อนได้ทันที
นั่นหมายความว่าคุณไม่ต้องใช้เวลานานในการรอให้อุปกรณ์ร้อนขึ้น อุปกรณ์ของคุณจะทำงานได้มากขึ้นในเวลาที่น้อยลง นี่คือวิธีที่มีประสิทธิภาพมาก
แต่เราไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น การใช้สภาพสุญญากาศนั้นส่งผลเสียต่ออุปกรณ์มาก การปล่อยก๊าซออกมาเป็นปัญหาใหญ่ที่อาจทำลายชิปได้ในทันที เพื่อแก้ปัญหานี้ เราใช้ควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง และใช้ชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูงเพื่อป้องกันไม่ให้มีก๊าซออกมา นี่จะช่วยให้อุปกรณ์สะอาด และลดการสิ้นเปลืองวัสดุได้มาก
ความจริงเกี่ยวกับข้อเสียของวิธีนี้
จริงๆ แล้ว ไม่มีอุปกรณ์ใดที่สามารถแก้ปัญหาได้ทั้งหมดหรอก หลอดไฟอินฟราเรดนั้นมีประสิทธิภาพมากในการลดการสิ้นเปลืองพลังงาน แต่ก็ก่อให้เกิดความร้อนสูงในบริเวณนั้นด้วย หากอุปกรณ์ที่ใช้ในการระบายความร้อนไม่ดีพอ ความร้อนที่เกิดขึ้นก็อาจทำลายอุปกรณ์ได้
คุณไม่สามารถเพิ่มกำลังไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวได้ คุณต้องหาจุดสมดุลระหว่างกำลังไฟฟ้ากับความสามารถของอุปกรณ์ในการระบายความร้อน มิฉะนั้น คุณก็จะเสียเงินไปกับค่าซ่อมแซมอุปกรณ์แทน