■ 半導體產業即將邁入下一個黃金十年
全球半導體產業正在邁入下一個轉型與重啟成長的十年。儘管在 2018 至 2024
年間面臨全球性衝擊，包括供應鏈限制、需求動態變化等，但半導體產業仍展現韌性，在此期間維持約
5%的複合年均成長率 (CAGR)。展望未來，對人工智慧、雲端運算和物聯網的需求，預計將在 2025 年帶動半導體產業強勁成長。全球半導體銷售額預計將於 2030 年突破 1
兆美元，預計 CAGR約為 8% (參見圖 1)。這也預示未來幾年將會迎來一波投資、產能擴充和策略合作浪潮。
全球半導體產能分布始終處於變動狀態；鑑於晶片製造的高度相互依賴性，多元化的區域產能配置變得日益重要。沒有任何單一經濟體，能夠控制製造晶片所需的所有工具、材料和技術。透過將晶圓廠分散至多個地區，企業可以降低局部營運中斷的影響，並保持跨數十個國家/地區的供應鏈連續性。
雖然就強化韌性和拓展市場而言，這種地理多元化至關重要，但也帶來了一項新挑戰：如何在不同地區條件迥異的情況下，落實大規模的永續發展。例如，再生能源的可用性和可獲取性方面的差異，將直接影響晶圓廠業者的減排能力，尤其是與購電相關的排放量。對於半導體製造這類能源密集型產業而言，這將成為實現淨零目標過程中的阻礙。
■ 能源密集型工業與不斷成長的能源需求
產量成長、生產技術的進步以及晶圓廠的地理分布，都將為永續發展帶來挑戰，特別是考慮到半導體產業是全球能源密集度最高的產業之一。
如下圖所示，2021 年全球半導體產業消耗了 149 TWh 的電力，與擁有近3,500
萬居民的馬來西亞年用電量相當。作為全球最大的晶圓代工廠，台積電的電力需求預計將呈指數級成長，在2030
年前可能占台灣總用電量的近四分之一。這一成長是由先進製造設施的快速擴張，以及產業邁向生產能源密集型人工智慧晶片和 2
奈米製程節點等尖端技術所推動。隨著半導體需求持續上升，該產業的能源用量也在不斷擴大。這種上升趨勢，半導體產業的領先製造商中普遍存在。
■ 水系統的能源效率是關鍵驅動要素:智慧型泵浦系統可提高能源和作業效率
過去 30
年以來，泵浦經歷了巨大的演變，從單獨的機械裝置發展為具備連網能力的數位化整合設備。這些強化功能改善了系統的可靠性、能源效率，並降低了生命週期成本，使泵浦成為水系統和晶圓廠實現節能目標的關鍵角色。(圖14)，2000
年代的技術創新，催生了配備整合式變頻器(VFD) 的電動泵浦。這些泵浦通常也配備了感應器，可提供基本的監測和診斷功能。為泵浦內建變頻器帶來了諸多好處。
2015 年以來，泵浦已透過物聯網整合連接至雲端，從而實現了即時監控能力。以下亮點帶來諸多影響：
- 降低能耗：葛蘭富等智慧型泵浦解決方案已實現跨多個元件的即時監測和自適應控制，從而推動系統層級的全面優化。這對HVAC冰水系統的影響尤其顯著，因為泵浦運作會直接影響冰水主機的性能和系統總能耗。智慧型泵浦解決方案能夠透過溫度感應器調節流量、壓力與需求，進而減少整個熱管理迴路的能耗，並改善碳足跡。
- 維護計畫和生命週期成本控制：資料導向的營運方式將例行排程維護轉為基於狀態的維護，進而減少停機時間。先進的感應器能讓設施團隊透過筆電、平板電腦和手機監控設備，進而簡化檢查流程，並優化生命週期成本。
- 系統可靠性和正常運作時間：藉助數據之力，晶圓廠業者現在可以監控並預防機器故障，無論是泵浦的空蝕、葉輪退化或乾轉問題。這有助於提高生產力，並實現全天候營運，這對半導體製造廠而言尤為關鍵。
- 網路安全強化：由於泵浦現已整合至雲端和晶圓廠網路中，網路安全對於防止未經授權的存取和資料外洩至關重要。葛蘭富等智慧型泵浦系統現已採用符合 ISO 27001 及《無線電設備指令授權法案》(Radio Equipment DirectiveDelegated Act，RED DA) 等標準安全通訊協議，讓客戶能安心託付其資料。
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