2000年至2018年期間，全球凈耗電量從13281TWh（太瓦時）增加到23398TWh，增幅達到76%。全球每年向大氣排放的溫室氣體約為510億噸，其中27%來自發(fā)電。隨著全球人口的增長，各公司、城市和國家都在力求實現(xiàn)凈零排放目標的承諾，這就需要更好地利用所產(chǎn)生的電力，以及增加來自可再生資源的能源。
在半導體制造和工業(yè)制造等諸多應用領域，更好地利用電力一直是先進的電源轉(zhuǎn)換和管理發(fā)展的核心。作為電源轉(zhuǎn)換創(chuàng)新的領導者，Advanced Energy為用戶提供高度工程化的精密電源解決方案，通過這些解決方案還能降低電力消耗，并可創(chuàng)造出更高效的應用以及加速采用可再生資源所需的支持技術。
半導體制造：更少電力，更快/更深的刻蝕
從新汽車的交付延遲到全球GDP的整體下降，全球半導體短缺的影響已經(jīng)有力地證明了全球到底有多少行業(yè)依賴于半導體。隨著集成電路（IC）設計因每一個新架構(gòu)和技術節(jié)點的出現(xiàn)而變得越來越復雜，用于制造這些IC的半導體晶圓的加工也變得越來越復雜。
IC的制造依靠對薄膜進行等離子體沉積和刻蝕來創(chuàng)建“納米電路”。這些技術已經(jīng)變得極為復雜，以至于需要使用多個射頻（RF）電源和匹配網(wǎng)絡才能生成和控制在晶圓上刻蝕和沉積圖形所使用的等離子體。同時，IC制造商正面臨著要最大限度提高產(chǎn)量和盡可能保持低工藝能耗的壓力。
Advanced Energy是技術領導者，擁有創(chuàng)新的射頻電源和匹配網(wǎng)絡，匹配網(wǎng)絡可以將射頻電源傳輸?shù)降入x子體，而且?guī)缀蹩梢约磿r對蝕刻或沉積工藝步驟發(fā)生的變化做出響應。電力傳輸效果越好，浪費的電力就越少，從而實現(xiàn)盡可能低的能耗。
Evos
AE率先開發(fā)了超越射頻的等離子體電源。AE的創(chuàng)新使制造商能夠重新思考如何在基于等離子體的工藝表征和控制應用中輸送和管理電力。AE創(chuàng)造了eVoS™不對稱波形的偏壓發(fā)生器技術，因而在電力傳輸效率方面向前邁進了一大步。AE的Navigator II數(shù)字匹配網(wǎng)絡還為快速和高性能的射頻傳輸設定了標準，以實現(xiàn)最少的射頻功率的反射和浪費。
eVoS旨在提供更精確的工藝控制和更有針對性的高效電力輸送，可以高速為高深寬比（HAR）結(jié)構(gòu)提供精密的偏置等離子體性能。eVoS的特點是可以自定義和直接選擇離子能量。與傳統(tǒng)的正弦波射頻電源不同，eVoS能夠產(chǎn)生近乎單極的離子能量分布（IED），且只在等離子體需要的地方輸送電力。這反過來以最少的能源浪費提供了最大的效率。
eVoS打破了一種趨勢，即在HAR應用中，每個等離子體腔體的射頻電源要求高達100kW，每個蝕刻機高達1MW。采用eVoS可以將能耗降低一半，甚至降低三分之二。如果在擁有180臺刻蝕機的NAND晶圓廠中采用eVoS，將具備總能耗降低多達120MW的潛力。
另外，在同等的刻蝕條件下，與傳統(tǒng)的射頻偏置技術相比，eVoS提供的精密離子能源分布控制可以將晶圓的熱負荷降低約15%。這降低了刻蝕期間出現(xiàn)晶圓熱損傷的可能性，并使晶圓的冷卻變得更加容易。
空閑可以為理想狀態(tài)
對等離子體電源進行精密的控制并不是AE 幫助降低半導體制造中能耗的唯一方式。AE還為射頻發(fā)生器和匹配系統(tǒng)系列增加了功能，因此可在不參與工藝制程時減少能耗或關閉電源和冷卻水。AE的Paramount射頻電源發(fā)生器和Ascent直流電源現(xiàn)在提供“空閑”狀態(tài)選項，用以降低能耗。
雖然創(chuàng)建低功率或“空閑”狀態(tài)聽起來很簡單，但實際上非常具有挑戰(zhàn)性，尤其是在保持性能和產(chǎn)量方面，需要有較高水平的穩(wěn)定性和對快速變化的條件做出即時響應的能力。這些進步代表了行業(yè)看待射頻和直流電源管理方式的重大轉(zhuǎn)變（取決于具體的制造要求），能有助于在空閑時間內(nèi)將每個等離子體室的射頻和直流系統(tǒng)能耗降低高達50%。
為低能耗的世界提供解決方案
與半導體制造一樣，許多涉及在基板上沉積薄膜和涂層的復雜工業(yè)工藝均需要對電源進行精密高效的控制。在LED的薄膜生長中，使用這類工藝。LED僅使用傳統(tǒng)白熾燈的一小部分能量，能夠支持可持續(xù)發(fā)展的目標。其還用于制造最新的節(jié)能LED顯示器、柔性/可折疊OLED、WOLED 和 Micro-LED，以及建筑窗戶的低輻射涂層。薄膜沉積對于生產(chǎn)構(gòu)成太陽能電池板的光伏電池也至關重要，而太陽能電池板在增加從可再生資源獲得的能源量方面發(fā)揮著重要作用。
通過確保精密工藝電源穩(wěn)定可靠，制造商可以在開發(fā)耐用涂層和可定制的薄膜時提高產(chǎn)量和減少停機時間，以具有成本效益的方式生產(chǎn)晶硅和薄膜光伏產(chǎn)品，并生成滿足傳統(tǒng)的和不斷變化的市場需求的高級減反層。
Ascent®電弧管理系（AMS）
Ascent DMS
例如，AE的Ascent®電弧管理系統(tǒng)（AMS）和Ascent DMS可將電弧能量降至最低，同時為平板顯示器、玻璃涂層、工業(yè)涂層和太陽能光伏應用保持穩(wěn)定、可重復的工藝。與傳統(tǒng)的交流電力輸送相比，充分利用AE的動態(tài)反向脈沖（DRP）電源配置，可以降低熱負荷，以及提高沉積速率。事實證明，DRP可以將傳統(tǒng)雙磁控濺射的沉積速率翻倍，從而提高沉積先進薄膜的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。
在太陽能光伏制造領域，AE的Ascent MS通過在單組中支持多達5個獨立的PERC PECVD沉積工藝室，優(yōu)化了電力輸送。由于在生產(chǎn)線上從傳統(tǒng)的1個輸出室增加到2個輸出室，Ascent MS還有助于降低資本成本，進而有助于加速向太陽能的轉(zhuǎn)變。用一組即能為五個腔室供電也降低了冷卻水的消耗量，并減少了設施中的電力浪費。
除了電源本身，Advanced Energy還提供可實現(xiàn)高精度溫度測量的技術，以確保精確的工藝控制和最佳的電力輸送。例如，需要對從硅晶圓加工到玻璃生產(chǎn)等廣泛的應用進行精確的溫度監(jiān)測。光學高溫計、熱成像儀等技術可使熱加工具有高精度、可重復性和可靠性。當整合到閉環(huán)解決方案中時，這些技術可以進行精確的溫度測量和調(diào)節(jié)。
