半导体与集成电路
晶圆厂、功率/化合物半导体、封装测试和 MEMS：洁净室、超纯水、特气与气体监测、废气处理和不间断的公用工程。
FacilityOS 能做什么
- 洁净室压差梯度、按 ISO 14644-1 等级的粒子数，以及每个洁净区的温湿度和露点，并生成在限值内的时间报表。
- 冷站和 PCW、超纯水、大宗和特种气体、真空和废气处理，在一个设施总览里。
- 气体监测系统（GMS）和毒气探测器只监视；平台核对应有的切断联动是否发生并通知相关人员。
- 监测主母线电能质量，因为电压暂降是机台跳停的常见隐形原因。
用到的平台模块
FMCS
厂务监控系统
一页看清整条供冷和供电链路，含冗余、交接班、公用系统能效和报警首出分析。
了解详情 →EPMS电力监控系统
IEC 61850 只读、微秒级事件顺序记录、COMTRADE 故障录波、电能质量、断路器磨损、保护定值、电弧闪光标签和变压器寿命。
了解详情 →EMS能源管理系统
按车间、按系统计量电、气、水、蒸汽，分时电价、需量、碳排放、PUE 和防篡改的报表归档。
了解详情 →SCADA数据采集与监控
可编辑的 HMI 流程画面、实时值与趋势、CSV 和 Parquet 批量导出、事件回放，以及北向 OPC UA 和 MQTT Sparkplug B。
了解详情 →CMMS设备维护管理
与实时数据关联的资产台账，按日历、运行小时或启停次数的预防性维护，签字关闭的工单，扫码巡检，备件和 MTBF/MTTR。
了解详情 →细分领域
前道晶圆厂（逻辑/存储）
300 mm 晶圆厂，ISO 3–5 级洁净区，数百种特气和化学品。
了解详情 →功率与化合物半导体（SiC/GaN）
外延、高温工艺，大量氢气和氨气；砷化氢/磷化氢用于 III-V 材料。
了解详情 →封装测试（OSAT/先进封装）
ISO 6–7 级洁净区，回流焊、电镀和测试负载；先进封装接近前道要求。
了解详情 →MEMS/传感器
较小的晶圆厂，深硅刻蚀和键合工艺。
了解详情 →系统与设备
必备：这类站点都有；常见：多数站点有；可选：视站点而定。
冷站与工艺冷却水
冷站给 MAU/干盘管供冷，PCW 给机台、真空泵和射频电源散热。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 大型离心冷水机组 | 必备 | 冷冻水供水温度 · 冷冻水回水温度 · 负载率 · 耗电功率 · 单位制冷耗电（kW/ton） · 故障 | 千吨级离心机，常见 Trane、York、Carrier、Daikin；BACnet/IP 接入。按 N+1 配置。 |
| 冷却塔单元 | 必备 | 冷却水出水温度 · 冷却水回水温度 · 风机转速 · 集水盘液位 · 循环水电导率 · 风机振动 | |
| 水泵 | 必备 | 运行状态 · 转速 · 管路压差 | 冷冻水/冷却水泵，变频器多为 Modbus TCP。 |
| 工艺冷却水回路（PCW） | 必备 | 供水温度 · 回水温度 · 供水压力 · 供回水压差 · 循环流量 · 水质电导率 · 漏水检测 | |
| 热回收冷水机/热泵 | 可选 | 热水供水温度 · 冷冻水供水温度（热回收侧） · 耗电功率 · 综合能效比（COP） | 热回收替代锅炉燃气，是降碳的主要手段之一。 |
| 热水锅炉 | 常见 | 热水供水温度 · 燃烧率 · 故障 | 热水用于 MAU 预热和再热。 |
| 板式换热器 | 常见 | 二次侧供水温度 · 换热端差 · 一次侧压降 | |
| 定压补水装置 / 膨胀罐 | 常见 | 系统压力 · 低压报警 · 今日补水量 | |
| 冷却塔水处理加药 | 常见 | 循环水电导率 · 药桶低液位 | |
| 旁滤装置 | 可选 | 过滤器压差 |
洁净室空气
新风、循环和 FFU 维持洁净度、压差梯度和温湿度。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 新风机组（MAU） | 必备 | 送风温度 · 送风露点 · 新风量 · 风机转速 · 末级过滤器压差 · 故障 | 露点控制决定洁净室湿度。 |
| 循环空调箱（RCU） | 必备 | 送风温度 · 回风温度 · 循环风量 · 干冷盘管水阀开度 · 过滤器压差 | |
| 风机过滤单元组（FFU） | 必备 | 运行台数 · 故障台数 · 平均转速 · 总功率 · FFU 网络通信故障 | 按配电回路/控制网段分组，成片故障通常是回路问题。 |
| 洁净区 | 必备 | 对相邻区域压差 · 室内温度 · 相对湿度 · 垂直气流速度 · 目标洁净度等级（ISO） · 门未关 | 典型压差梯度 0.02–0.06 inWC（5–15 Pa）。 |
| 粒子计数器 | 必备 | ≥0.1 µm 粒子 · ≥0.3 µm 粒子 · ≥0.5 µm 粒子 · ≥5.0 µm 粒子 · 实测洁净度等级（ISO） · 超出目标洁净度等级 | ISO 14644-1 限值按每立方米给出，÷35.3147 换算为每立方英尺。 |
| 洁净室监控汇总（FMCS） | 常见 | 最差区域 ≥0.5 µm 粒子 · FFU 故障总数 · 超限洁净区数 | |
| 加湿器 | 常见 | 受控湿度 · 加湿罐 / 喷嘴需维护 | |
| 传递窗 / 气锁互锁 | 常见 | 两侧同时打开 · 紫外灯使用小时 | |
| 气态分子污染（AMC）监测 | 常见 | 酸性气体 · 碱性气体（NH₃） | |
| 微振动监测 | 可选 | 对应 VC 等级 · 超过机台要求 |
工艺公用：CDA、真空、大宗与特殊气体
机台的“血液”：断供即停机，泄漏关系人身安全。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 离心式空压机（CDA） | 必备 | 排气压力 · 排气量 · 负载率 · 耗电功率 · 喘振 · 故障 | |
| 吸附式干燥机 | 必备 | 压力露点 · 干燥机压降 · 再生温度 · 故障 | 典型压力露点 −94°F（−70°C）。 |
| CDA 总管 | 必备 | 总管压力 · 总管露点 · 用气量 | |
| 大宗气体供应 | 必备 | 储罐液位 · 供气压力 · 汽化器出口温度 · 用气量 · 杂质含量 · 正在使用备用储罐/管束 | N2、O2、Ar、H2、CO2；液位遥测通常由气体供应商提供。 |
| 现场制氮装置 | 可选 | 产品氮气含氧量 · 产气量 · 出口压力 · 纯度不合格（已切到液氮后备） | |
| 特气柜 | 必备 | 钢瓶压力 · 输出压力 · 钢瓶净重（电子秤） · 柜体排风负压 · 过流切断 · 自动切断阀已关闭 · 柜体排风不足 | 有毒/可燃/腐蚀性气体必须放在排风气柜内（IFC HPM 规定）。 |
| 阀门分配箱（VMB/VMP） | 必备 | 分配压力 · 开启的支路 · 箱体排风负压 · 箱内气体探测报警 · 自动切断阀已关闭 | |
| 特气用量计量 | 常见 | 当前用量 · 今日用量（标准立方英尺） · 按当前用量可供天数 | |
| 工艺真空泵 | 必备 | 入口压力 · 电机功率 · 氮气吹扫流量 · 泵体温度 · 预警（需要保养） | Ebara、Edwards、Kashiyama 干泵多为 Modbus/Profinet。 |
| 厂务真空系统 | 常见 | 真空度 · 运行泵台数 | |
| 大宗化学品供应系统 | 必备 | 供应桶/槽液位 · 供应压力 · 供应流量 · 接液盘漏液 · 双层管夹层漏液 · 自动切断阀已关闭 | 酸、碱、溶剂双层管输送。 |
| 研磨液供应系统前道晶圆厂（逻辑/存储） · 功率与化合物半导体（SiC/GaN） · 封装测试（OSAT/先进封装） | 必备 | 日用槽液位 · 回路供应压力 · 回路流量 · 大颗粒计数（≥1 µm，每毫升） · 接液盘漏液 | |
| 化学品稀释单元 | 常见 | 出口浓度 · 漏液 · 浓度越限 | |
| 氮气纯化器 | 常见 | 出口 O₂ | |
| 储罐区液位 | 常见 | 液位 · 高高液位 · 围堰漏液 | |
| 氢气 / 液氮汽化器 | 常见 | 出口气体温度 · 出口低温 |
超纯水、回收与废水
超纯水质量直接影响良率；废水必须满足排放许可。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 反渗透装置（RO） | 必备 | 产水电导率 · 产水流量 · 回收率 · 膜组压差 | |
| 电去离子装置（EDI） | 必备 | 产水电阻率 · 产水流量 | |
| 紫外 TOC 降解器 | 必备 | 紫外光强 · 出水 TOC | |
| 超纯水抛光供水回路 | 必备 | 供水电阻率 · 总有机碳 · 溶解氧 · 溶解硅 · 颗粒（≥0.05 µm，每毫升） · 供水流量 · 供水压力 | 典型目标：18.2 MΩ·cm、TOC < 1 ppb（前道更严）。 |
| 回收水系统 | 常见 | 回收水量 · 回收率 · 回收水电导率 · 回收水 TOC · 水质不合格，已转排放 | |
| 酸碱中和系统 | 必备 | 出水 pH · 进水 pH · 加碱泵输出 · 加酸泵输出 · 处理水量 | |
| 含氟废水处理前道晶圆厂（逻辑/存储） · 功率与化合物半导体（SiC/GaN） · MEMS/传感器 | 必备 | 出水氟离子 · 反应池 pH · 澄清池出水浊度 | |
| 研磨废水处理前道晶圆厂（逻辑/存储） · 封装测试（OSAT/先进封装） | 常见 | 出水浊度 · pH · 超滤跨膜压差 | |
| 总排口监测 | 必备 | 排放流量 · 排放 pH · 化学需氧量 · 氟离子 · 排放温度 | |
| 污水提升泵站 | 常见 | 集水井液位 · 运行泵台数 · 高液位 | |
| 生活水加压泵组 | 常见 | 出口压力 · 流量 | |
| 水箱 / 水池液位 | 常见 | 液位 · 低液位 · 溢流液位 | |
| 电阻率分析仪 | 常见 | 电阻率 |
排风与废气处理
机台排风必须持续可靠；废气处理关系大气许可。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 工艺排风系统 | 必备 | 排风主管静压 · 排风量 · 运行风机数 · 排风静压不足 | 一般/热/溶剂/酸碱排风分开监视，N+1 风机。 |
| 酸性废气洗涤塔 | 必备 | 循环液 pH · 循环水量 · 填料层压差 · 入口风管静压 · 循环水量低 | |
| 碱性废气洗涤塔 | 常见 | 循环液 pH · 循环水量 · 填料层压差 | |
| 沸石转轮浓缩器 | 必备 | 入口 VOC · 出口 VOC · 去除效率 · 脱附温度 | |
| 蓄热式焚烧炉（RTO） | 常见 | 燃烧室温度 · 入口可燃气浓度 · 旁路风门打开 | |
| 机台端废气处理器（POU）前道晶圆厂（逻辑/存储） · 功率与化合物半导体（SiC/GaN） · MEMS/传感器 | 必备 | 燃烧/反应腔温度 · 入口压力 · 已旁路（废气未处理） · 预警（需要保养） | 机台端处理 PFC、硅烷、砷化氢等。 |
供电与分项计量
一次电压暂降就可能让整片机台停机。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 中压开关柜 | 必备 | 母线电压 · 进线电流 · 有功功率 · 断路器合闸 · 保护跳闸 · 保护继电器故障 | 只监视，不分合闸。 |
| 低压配电柜 | 必备 | 母线电压 · 负载电流 · 有功功率 · 功率因数 · 电流谐波畸变率 · 断路器跳闸 | |
| 电力变压器 | 必备 | 顶层油温 · 绕组温度 · 负载率 · 瓦斯/突变压力报警 · 超温报警 | |
| 不间断电源 | 必备 | 负载率 · 电池可支撑时间 · 旁路运行 | SNMP v3（UPS-MIB）。 |
| UPS 蓄电池组监测 | 必备 | 电池组电压 · 最低单体电压 · 最高单体电压 · 最大单体内阻 · 最高电池温度 · 荷电状态 | 逐节监测内阻趋势（IEEE 1188 推荐的维护方法之一）。 |
| 柴油发电机 | 常见 | 运行状态 · 输出功率 · 油箱液位 · 启动电池电压 · 不在自动位置 | |
| 电能质量监测 | 常见 | 电压谐波畸变率 · 电流谐波畸变率 · 今日电压暂降次数 · 电压暂降/中断事件 | 电压暂降是停机的常见隐形原因。 |
| 全厂总进线计量 | 必备 | 全厂用电 · 全厂用电（MW） · 今日用电量 · 功率因数 | |
| 区域/车间电表 | 必备 | 区域用电 · 今日用电量 · 15 分钟需量 · 功率因数 | 按车间/系统分项计量，用于能耗分析和成本分摊。 |
| 天然气计量 | 常见 | 天然气流量 · 热量（按 1,037 BTU/scf） · 今日用气量（标准立方英尺） | 天然气按 scfh 计量，按热值折算 BTU/h。 |
| 静态转换开关（STS） | 必备 | 由备用电源供电 · 两路不同步 | |
| 蓄电池在线监测（单体） | 常见 | 最高单体内阻 · 单体报警 | |
| -48 V 直流电源 / 整流柜 | 常见 | 直流母线电压 · 交流输入失电 | |
| 绝缘监测装置（IT 系统） | 常见 | 绝缘电阻 · 绝缘下降报警 | |
| 母线 / 电缆测温（DTS） | 可选 | 最高温度 | |
| 有源谐波滤波器（APF） | 常见 | 补偿后电流总谐波畸变率 · 装置负载率 · 故障模块数 · 风扇故障 | |
| 无源（调谐）谐波滤波器 | 常见 | 补偿后电流总谐波畸变率 · 实测 / 额定电容电流比 · 谐振报警 | |
| 自动电容补偿柜 | 常见 | 功率因数 · 实测 / 额定电容电流比 · 谐振报警 · 今日投切次数 | |
| 动态电压恢复器（DVR） | 可选 | 今日补偿暂降次数 · 旁路运行 | |
| 电力调节器 | 常见 | 输出电压 · 变压器温度 | |
| EMI 滤波器 | 可选 | 对地漏电流 | |
| 变压器油色谱在线监测（DGA） | 常见 | 氢气 · 乙炔 | |
| 套管在线监测 | 可选 | 介损（tan δ） · 电容变化 | |
| 绕组测温 / 光纤测温 | 常见 | 绕组热点温度 | |
| 有载分接开关控制器（OLTC） | 可选 | 分接位置 · 分接异常 · 今日动作次数 | |
| 局部放电在线监测 | 常见 | 局放量 | |
| 开关柜无线测温 / 红外窗 | 常见 | 最高温度 · 三相温差 | |
| 电弧光保护 | 常见 | 弧光跳闸 · 保护未就绪 | |
| 中性点接地电阻监测 | 可选 | 接地电阻 · 电阻开路 · 接地故障 | |
| 避雷器在线监测 | 可选 | 全电流 · 阻性电流 | |
| 飞轮储能 / 动态 UPS | 可选 | 飞轮转速 · 飞轮放电中 · 轴承温度 | |
| 机台 PDU / EMO | 常见 | EMO 已按下 |
生命安全：气体监测、消防、漏液 只监视
按阈限值（TLV）设两级报警；全部只监视。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 气体监测系统主机（GMS） | 必备 | 当前报警数 · 当前故障数 · 已联动自动切断 · 疏散报警 | GMS 自己完成切断联锁，平台只监视。 |
| 硅烷探测器 | 必备 | 硅烷浓度 · 一级报警（低报） · 二级报警（高报） | TLV 5 ppm。 |
| 氨气探测器 | 必备 | 氨气浓度 · 氨气报警 | TLV 25 ppm。 |
| 氯气探测器 | 必备 | 氯气浓度 · 一级报警（低报） · 二级报警（高报） | TLV 0.5 ppm。 |
| 氟化氢探测器 | 必备 | 氟化氢浓度 · 一级报警（低报） · 二级报警（高报） | TLV-C 2 ppm。 |
| 砷化氢探测器前道晶圆厂（逻辑/存储） · 功率与化合物半导体（SiC/GaN） | 常见 | 砷化氢浓度 · 一级报警（低报） · 二级报警（高报） | TLV 5 ppb，离子注入和 III-V 外延。 |
| 磷化氢探测器前道晶圆厂（逻辑/存储） · 功率与化合物半导体（SiC/GaN） | 常见 | 磷化氢浓度 · 一级报警（低报） · 二级报警（高报） | TLV 50 ppb。 |
| 三氟化氮探测器 | 常见 | 三氟化氮浓度 · 一级报警（低报） · 二级报警（高报） | 腔体清洗气体，TLV 10 ppm。 |
| 氢气探测器前道晶圆厂（逻辑/存储） · 功率与化合物半导体（SiC/GaN） | 必备 | 氢气浓度（爆炸下限百分比） · 一级报警（低报） · 二级报警（高报） | |
| 缺氧探测器 | 必备 | 氧气浓度 · 一级报警（缺氧 19.5%） · 二级报警（缺氧 18%） | 液氮/惰性气体区域：19.5% / 18% 两级。 |
| 火灾报警分区与联动确认 | 必备 | 火警 · 监视信号 · 故障信号 · 联动确认：空调已停 · 联动确认：防火/防烟阀已关 · 联动确认：排烟已启动 · 联动确认：电梯已迫降 | 联动反馈用于核对消防联动是否到位。 |
| 火灾报警主机 | 必备 | 火警 · 监视信号 · 故障信号 | 只监视（NFPA 72）。 |
| 吸气式感烟探测器 | 常见 | 烟雾遮光度（%/ft） · 预警 · 行动 · 火警 1 · 采样气流故障 | |
| 定位式漏液检测 | 必备 | 检测到漏液 · 漏点距离（距起点） · 漏点所在分区 · 感应线断线/污染 | |
| 排烟风机 | 常见 | 运行状态 · 排烟风门未到位 | 排烟/加压送风风机，平台只监视。 |
| 防火阀 / 排烟阀 | 必备 | 阀门全关 · 阀位异常 · 距上次检测天数 | |
| 气体灭火控制器 | 必备 | 已释放 · 钢瓶压力低 |
安防与视频 只监视
摄像机和门禁状态，以及视频联动：摄像机关联到区域、设备和告警规则，告警时网关抓取 ONVIF 快照附在告警上，并提供跳转到 NVR/VMS 实时画面的链接；平台本身从不连接摄像机。
| 设备 | 配置 | 值得关注的点位 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 视频摄像机 | 常见 | 在线 · 正在录像 · 移动侦测 · 智能分析报警 · 遮挡/移位 | 经 VMS（Milestone、Genetec 等）接入状态；告警时由网关抓取 ONVIF 快照并附在告警上，平台本身从不连接摄像机。 |
| 门禁控制器 | 常见 | 门打开 · 开门超时 · 强行开门 | 门禁事件可联动摄像机。 |
| 周界防范 | 常见 | 周界报警 | |
| 网络交换机（SNMP） | 常见 | 断开端口数 · 电源故障 |
生命安全类设备（火灾报警、气体检测、应急电源切换）和保护装置只监视。FacilityOS 绝不向它们发送指令。
标准与合规
| 标准与合规 | 说明 |
|---|---|
| ISO 14644-1 | 洁净室按空气粒子浓度分级。常用 ISO 3–5（光刻/前道）、ISO 6–7（封装）。 |
| ISO 14644-2 | 持续监测以证明洁净室保持其等级。 |
| SEMI S2 | 半导体制造设备环境、健康与安全指南。 |
| SEMI F63 | 半导体工艺用超纯水指南（典型 18.2 MΩ·cm、TOC < 1 ppb 量级）。 |
| NFPA 318 | 半导体制造设施防火标准。 |
| International Fire Code (HPM) | 国际防火规范中关于危险生产材料（HPM）设施的规定：气柜、排风、气体探测和应急电源。 |
| NFPA 55 | 压缩气体和低温液体规范（大宗气体储罐、气瓶储存）。 |
| CGA G-13 | 硅烷储存和使用。 |
| ACGIH TLVs | 空气中化学物质阈限值，常用来设定气体探测报警值。 |
| NFPA 72 | 火灾报警与信号规范。 |
| IEC 62443 | 工业自动化与控制系统网络安全。 |
| ANSI/ISA-18.2 | 过程工业报警管理。 |
标准按其覆盖内容列出；数值是常用的典型值，并非对每个站点的要求。FacilityOS 支持您的合规工作，但不对站点做认证。
平台跟踪的 KPI
| 平台跟踪的 KPI | 说明 |
|---|---|
| 超纯水电阻率 | 抛光回路供水电阻率（MΩ·cm），典型目标 18.2。 |
| 最差区域粒子数 | 所有粒子计数器 ≥0.5 µm 读数的最大值，对照各区 ISO 等级。 |
| CDA 露点 | CDA 总管压力露点（°F）。 |
| 全厂用电与每片晶圆能耗 | 总进线功率；按 MES 出片数计算 kWh/片。 |
| 气体报警次数 | GMS 每月一级/二级报警次数和切断次数。 |
报表
| 报表 | 说明 |
|---|---|
| 洁净室日报 | 每区粒子、压差、温湿度的最大/最小值和超限时长，供良率分析。 |
| 超纯水水质报告 | 电阻率、TOC、溶解氧、颗粒、硅的趋势和超限事件。 |
| 气体安全月报 | GMS 报警、切断、探测器故障和标定到期。 |
| 排放合规报告 | 总排口 pH/氟/COD 和洗涤塔/焚烧运行记录。 |
| 分项能耗报告 | 按动力站、下夹层、洁净室分项计量和需量。 |
我们如何交付
半导体与集成电路项目从调查、设计到采购、安装、调试和培训，我们都可以做——可以全包，也可以只选您需要的阶段。
演示站点
希尔斯伯勒晶圆厂
24/7 运行的 300 mm 逻辑晶圆厂：千吨级冷站、CDA 和大宗气体、超纯水、特气与气体监测、ISO 5 洁净室和废水废气处理。
打开演示站点「希尔斯伯勒晶圆厂」，用模拟实时数据查看这个行业：流程画面、监控大屏、故障演练和远程调节。
打开在线演示