大功率半導(dǎo)體集成電路芯片廠房設(shè)計(jì)案例
2024/12/20
1、項(xiàng)目背景與設(shè)計(jì)要求
半導(dǎo)體集成電路芯片生產(chǎn)廠房在工業(yè)建筑中屬潔凈建筑,相對(duì)其它工業(yè)建筑它的設(shè)計(jì)難度是比較大的。在沒有具體工藝配合的情況下,對(duì)建筑設(shè)計(jì)者更是一個(gè)挑戰(zhàn)。這就要求建筑師必須深入研究電子類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)和各項(xiàng)技術(shù)要求,了解目前國內(nèi)外同類生產(chǎn)廠房的通行做法與發(fā)展趨勢,從中找出原理性的技術(shù)特點(diǎn),用于指導(dǎo)我們的建筑設(shè)計(jì)及其它相關(guān)專業(yè)的設(shè)計(jì)。
2、電子類潔凈廠房的技術(shù)特征
1)電子類生產(chǎn)廠房因其生產(chǎn)產(chǎn)品對(duì)空間環(huán)境特殊的潔凈度要求,建筑平剖面空間以及技術(shù)措施首先應(yīng)保證生產(chǎn)空間的潔凈度,對(duì)進(jìn)入生產(chǎn)空間的人流物流以及設(shè)備等,均應(yīng)做凈化和無塵處理。其流程和空間組成簡示如下圖:

3)電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代快,其生產(chǎn)工藝和設(shè)備也在不斷更新,要求建筑空間有一定的靈活性和可變性,以適應(yīng)工藝和產(chǎn)品不斷的更新?lián)Q代要求。
4)集成電路芯片生產(chǎn)雖是流水作業(yè)但因其運(yùn)輸量小不需十分嚴(yán)格的工序銜接,在建筑空間布局上可相對(duì)自由。
3、建筑的對(duì)策
根據(jù)上面集成電路芯片生產(chǎn)廠房的技術(shù)特征,因其生產(chǎn)工藝有其靈活性的特點(diǎn),在沒有具體工藝配合的情況下建筑設(shè)計(jì)是可以先行的。
建筑設(shè)計(jì)中考慮場地和建筑規(guī)模因素,將建筑確定為四層,其中一、二層為潔凈生產(chǎn)空間及其附屬空間;三、四層為包裝、研發(fā)和管理用房。潔凈生產(chǎn)區(qū)平面為44m×13.5m的簡單矩形,四周設(shè)置2.1m的清潔走廊,潔凈生產(chǎn)區(qū)潔凈等級(jí)全部確定為100級(jí),清潔走廊為萬級(jí),,這樣的空間布局是為拓寬對(duì)不同生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性和發(fā)展變化的靈活性(圖2)。在剖面空間的設(shè)計(jì)上,采用凈高為3m的裝配式潔凈室,上設(shè)技術(shù)夾層,上送側(cè)回式凈化氣流組織,建筑層高為6m(圖3)。潔凈室的空氣凈化設(shè)計(jì)由專業(yè)公司承擔(dān)。
100級(jí)潔凈生產(chǎn)廠房人、物流的凈化是關(guān)系到潔凈室能否達(dá)到潔凈要求,能否生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的關(guān)鍵,是建筑學(xué)專業(yè)在有無工藝配合的情況下都必須解決好的問題。
100級(jí)潔凈室人凈要求為:入口※換鞋※更換外出服※洗浴※清潔走廊※二次洗浴※換潔凈服※風(fēng)淋室※潔凈生產(chǎn)區(qū) 。
100級(jí)潔凈室物凈要求為:入口※原料庫※粗潔凈※傳遞窗※精潔凈※傳遞窗※潔凈生產(chǎn)區(qū)※傳遞窗※包裝※成品庫對(duì)于整個(gè)廠房,還有非潔凈人、物流、消防疏散問題都必須統(tǒng)籌解決好。
一個(gè)簡單的辦法就是潔凈與非潔凈部分分別設(shè)置出入口,但在有限的建筑空間內(nèi)設(shè)置4個(gè)出入口,顯然很不經(jīng)濟(jì),也不利于管理及兩區(qū)之間必要的聯(lián)系。詳細(xì)分析該廠房人、物流的流程及各部分的關(guān)系,建筑平面采用一字形布置,中間為生產(chǎn)區(qū),兩端各設(shè)置一個(gè)門廳,東側(cè)門廳為人流出入口,西側(cè)門廳主要為貨流出入口,同時(shí)兼顧人員的緊急疏散口,每個(gè)門廳內(nèi)設(shè)置一部套梯,通過套梯將潔凈與非潔凈人、物流分開(圖4)。

為節(jié)省占地和節(jié)省設(shè)備管道,空氣凈化機(jī)房、超純水處理站貼建在一層,潔凈空氣、純凈水通過技術(shù)管道夾層送到潔凈生產(chǎn)區(qū)。為避免設(shè)備運(yùn)行時(shí)震動(dòng)產(chǎn)生灰塵,設(shè)備用房與主體廠房間結(jié)構(gòu)設(shè)縫斷開,這是潔凈建筑設(shè)計(jì)所必須的。
其它潔凈建筑共性的技術(shù)問題和細(xì)節(jié)構(gòu)造處理均遵照我國“潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范”設(shè)計(jì)。
4、結(jié)語
每一項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)都是一個(gè)深入學(xué)習(xí)和研究的過程,要了解建筑的特殊要求和建筑應(yīng)解決的主要問題,這是建筑師必須要做的功課。
工業(yè)建筑設(shè)計(jì)建筑師要配合工藝要求,但不能完全被動(dòng)地依賴工藝,應(yīng)在設(shè)計(jì)中發(fā)揮自身的技術(shù)與藝術(shù)智慧,要充分考慮人文和空間因素,讓工業(yè)建筑更多地留下建筑設(shè)計(jì)的痕跡。




