Cas Micron Semiconductor : comment les échangeurs à plaques Accessen refroidissent l'eau de procédé à Xi'an
Dans le bâtiment B5 de l'usine Micron de Xi'an, chaque minute d'arrêt coûte cher. Les équipements d'assemblage et de test des puces dégagent beaucoup de chaleur, et l'eau de refroidissement de procédé (PCW) qui l'évacue doit rester à une température stable. Si la température de la PCW dérive, les rendements baissent et la production peut s'arrêter.
L'usine devait donc échanger la chaleur efficacement tout en gardant l'eau de procédé, purifiée ou ultrapure, dans une boucle fermée et étanche, et trouver un équipement à la fois robuste et économique à exploiter.
Un service de refroidissement exigeant
L'usine Micron de Xi'an est un site clé pour l'assemblage et le test de ses produits DRAM. En juin 2023, Micron a annoncé qu'il investirait plus de 4,3 milliards de yuans dans l'usine au cours des années suivantes, notamment dans un nouveau bâtiment, et cette extension impose des exigences élevées aux équipements d'utilités de l'usine.
Pour le refroidissement de la PCW, les échangeurs tubulaires classiques transfèrent moins bien la chaleur, prennent plus de place et sont plus difficiles à nettoyer. Les usines de semi-conducteurs imposent en outre des exigences très strictes sur la qualité de l'eau : la moindre fuite ou contamination de l'eau de procédé est inacceptable.
Les échangeurs à plaques Accessen dans la centrale d'utilités du bâtiment B5
Accessen a fourni des échangeurs à plaques et joints de la série AU pour la salle des utilités du bâtiment B5, où ils maintiennent les lignes de production à température et pression stables. Trois raisons les rendaient adaptés :
- L'efficacité énergétique. La série AU est certifiée comme produit économe en énergie de grade 1. Le grade 1 est aussi le plus élevé des trois grades de la norme nationale chinoise sur l'efficacité des échangeurs à plaques, la GB/T 47007-2026. Dans les mêmes conditions de service, elle transfère plus de chaleur avec une perte de charge plus faible, ce qui réduit les coûts d'exploitation sur toute la durée de vie de l'équipement.
- La fiabilité. Les produits sont certifiés ASME, AHRI, CE et ABS. Dans le circuit PCW, l'échangeur à plaques transfère la chaleur entre l'eau glacée fournie par les groupes froids ou les tours de refroidissement et l'eau de procédé. Les deux fluides restent séparés : l'eau de procédé reste propre dans sa boucle fermée pendant que la chaleur des outils de production est évacuée. Cela limite les arrêts dus aux variations de température ou de pression.
- De la marge pour grandir. L'usine de Xi'an continue de s'agrandir. Un échangeur à plaques et joints est compact : selon Accessen, il n'occupe qu'environ un tiers de la surface au sol d'un échangeur tubulaire, et sa surface d'échange peut être augmentée plus tard en ajoutant des plaques au lieu de remplacer tout l'appareil.
Le fonctionnement de l'échangeur
Un échangeur à plaques est un empilement de fines plaques métalliques embouties selon un motif ondulé. L'eau de procédé chaude et l'eau glacée sont guidées par les joints dans des canaux alternés entre les plaques et circulent à contre-courant. Les ondulations créent une forte turbulence même à faible vitesse, ce qui rompt la couche limite du fluide. Selon Accessen, le coefficient d'échange thermique obtenu est de trois à cinq fois celui d'un échangeur tubulaire classique.
Les joints ont deux fonctions. Le joint extérieur empêche le fluide de fuir vers l'extérieur, et les lignes d'étanchéité intérieures dirigent chaque fluide vers ses propres canaux, de sorte que les fluides chaud et froid ne se mélangent jamais dans l'appareil. C'est essentiel lorsqu'un des côtés transporte de l'eau ultrapure de qualité semi-conducteur.
Gamme de sélection
Accessen propose plus de 60 modèles couvrant différents débits, qualités d'eau et températures. Les principales limites de la gamme sont :
- Débit jusqu'à 5 000 m³/h
- Pression de calcul jusqu'à 25 bar
- Puissance thermique jusqu'à 80 MW
- Pincement de 0,5 à 1 °C seulement, et température de service jusqu'à 200 °C
- Matériaux de plaques, dont l'AISI 304, 316 et 316L, le titane et le 254 SMO
Une référence dans les usines de semi-conducteurs
À l'usine Micron de Xi'an, des appareils AU20M, AC65 et AU10L2 sont désormais en service dans le circuit PCW. Les échangeurs à plaques Accessen équipent aussi d'autres fabricants de semi-conducteurs et d'électronique, dont Samsung, ChangXin Memory Technologies, SMIC et BOE. Pour toute la gamme, voir les échangeurs à plaques et joints Accessen des séries AU, AN, AS, AP et AC.