Caso de SAI para epitaxia de semiconductores: BKPOWER garantiza un rendimiento de obleas de 98,5%

Ⅰ. Visión general del proyecto

1. Antecedentes de la empresa
   • Fundada en 2016, con sede en Pizhou Economic Development Zone, Jiangsu, Jiangsu Huaxing Laser es una empresa nacional de alta tecnología y especializada “Little Giant”.
   • Se centra en I+D y producción de obleas epitaxiales de semiconductores compuestos de Ⅲ-Ⅴ (GaAs, InP), al servicio de campos de gama alta como la comunicación por fibra óptica y el radar láser.
   • Características: 30+ PhD/MA equipo central, ¥200M+ valor del equipo, 5,000㎡ taller limpio, ¥150M+ producción anual.
2. Demandas de potencia de la línea de producción
   • Los equipos MOCVD para epitaxia de semiconductores requieren:
     • Estabilidad de la tensión dentro de ±1% (las fluctuaciones reducen el rendimiento de las obleas).
     • Filtrado de armónicos para tasas de distorsión >5% de dispositivos de alta frecuencia.

Ⅱ. Principales retos

1. Riesgos para la calidad de la energía
   • Sobrecarga instantánea: La corriente de arranque del MOCVD alcanza un pico de 8.000 A, lo que activa la protección contra sobrecargas en los sistemas tradicionales. UPS.
   • Contaminación armónica: THDi alcanza 8% por cargas no lineales, acortando la vida útil de los equipos.
2. Duras exigencias medioambientales
   • La parada del equipo >10 minutos desecha las obleas, por lo que es necesario cambiar de SAI sin interrupciones.
3. Obstáculos a la gestión de O&M
   • Suministro descentralizado: 12 sistemas SAI independientes provocaron una respuesta a fallos de >30 minutos.
   • Envejecimiento de las baterías: Las baterías de plomo-ácido (3.000 ciclos) generaron unos costes anuales de sustitución de 500.000 yenes.

Ⅲ. Solución

1. Arquitectura técnica
   • Control paralelo inteligente:
     • 4×300kVA SAI en paralelo (1,2MW en total), redundancia N+1, equilibrio de carga ±1%.
   • Gobernanza armónica:
     • Filtrado activo THDi incorporado, PF de entrada >0,99.
2. Estrategia de aplicación
   • Despliegue modular con reserva de capacidad 30%.
   • Integración con el sistema MES de la fábrica para obtener información en tiempo real Eficiencia del SAI y monitorización del SOH de la batería.

Ⅳ. Logros del proyecto

1. Estabilidad de la producción
   • Reducción de 98% en paradas de MOCVD, aumento del rendimiento de las obleas de 92% a 98,5%.
2. Optimización de la eficiencia energética
   • THDi reducido de 8% a 3%, ahorrando ¥800K/año en electricidad.
   • Las baterías de litio hierro fosfato (10.000 ciclos) reducen los costes de mantenimiento en 70%.