AI 工廠大揭密／台積電冰水系統 節能高手

AI不僅引領科技進步，台積電（2330）董事長魏哲家更看好台灣在AI趨勢下，發展多功能機器人、無人機、運用AI節能減碳等三領域相對有利，以台積電為例，透過AI提升生產效率，每年甚至增加數百億元利潤，「任何公司都可運用AI技術，國家也可運用AI發展」。

台積電在AI的應用，除了廠區內部製程，廠區環境的溫度控制更有創新突破，為推廣綠色創新理念，台積電更拍攝業界首創AI冰水系統影片，透過公開分享，希望帶動業界共同節能。

走進台積電場區冷房負載機房，可看到冷卻塔、冰水主機與泵浦依序排列，各裝置間的能耗會因溫度變化而相互關連。業界觀察，雖然冰水系統在半導體生產中並不直接參與製程，但它卻是維持製造環境的關鍵基礎設施。

台積電表示，冰水系統主要由冰水主機、冷卻水泵、冷卻水塔、冰水泵、熱回收等附屬設備組成，晶圓製程須仰賴冰水系統進行冷卻，穩定無塵室溫濕度以利機台運作。為更精進運轉效益，台積電廠務針對冰水單主機、冰水多主機及冰水系統分別開發機器學習模型，打造「單機能耗異常偵測」、「多機運轉負載精準預測」、「系統壓力控制最佳化」三大功能，提升設備運轉可靠度、強化能源使用效率。

AI冰水系統的運作更能確保製程條件的穩定，更關鍵的實現AI節能：在不同的外氣狀況與現場負載隨時變動下，自動回饋並即時修正到最佳設定溫度。

在半導體晶圓廠中，無塵室溫度與濕度的精確控制是晶片製程環境基礎，背後仰賴冰水系統。傳統冰水系統相當耗電，但很少有大廠願意導入新系統，畢竟任何細微溫度變化，都可能間接造成無塵室生產受到干擾。

不過，台積電團隊為推動綠色製造，2014年起，逐步推進冰水系統的大數據統計、分析與升級，甚至以每天僅0.1度的方式微調測試。

2018年，台積電宣布，成功開發業界首創的冰水系統最佳化節能控制程式。該冰水主機及附屬設備依據此溫度，設定運轉於最佳節能控制點，當冰水系統自動運轉於最佳節能點，節能效益可達8~17%。相較業界一般控制方式，節能效率成功提升5~12%。

2017年，台積電冰水系統最佳化節能控制程式已成功推行至旗下所有12吋晶圓廠，並經各廠區儀電課認證完畢，每年可節省的用電量達1.2億度，相當於全廠用電量1.8%。

台積電強調，公司積極投入綠色創新，除針對冰水系統開發節能模型優化運轉效率，亦評估改造硬體設備，透過軟、硬體雙重升級創造更多節能效益，朝2050年淨零排放永續目標邁進。