高科技厂房安全与环境监控

台积电300mm Fabs厂务处处长庄子寿。

在各种高科技厂房的管理经验中，晶圆厂的安全与环境监控对台湾科技产业发展尤其重要。台积电300mm Fabs厂务处处长庄子寿指出，根据SEMI的研究报告；预估全球晶圆厂产能在2015年时，每个月产能将会到1,700万片(8寸)，而这个数量约当是台积电的年产量。2014年台湾晶圆制造的产值，可望达到新台币1.2万亿元，由此可见，晶圆厂的工安管理对台湾经济发展的重要性。

晶圆厂对半导体设备采购的影响，自然也不在话下。庄子寿指出，台湾近几年来一直是半导体设备采购量最大的地区，如2014年的半导体设备采购量应可超过100亿美元，2015及2016年的采购量成长速度，更是全球设备采购量最大的地区。

如此庞大的设备采购量，自然与晶圆厂的获利有关。庄子寿认为晶圆厂想要获利，首先就是要尽早进入新时代技术的市场，但得先具备技术能力，不是光靠投资就做得出来。此外，建厂的工程时间非常重要，因为愈早进入市场，才能获得比较高的利润。

但由于晶圆制造技术的变化非常快，庄子寿强调，晶圆厂的生产线，必须具备追求高单价市场的弹性，因此厂房设计相当重要。其他获利的关键，还包括晶圆良率、生产线良率、高设备使用率等。

此外，生产线必须持续运转，才能提高资产周转率，致力于成本控制的管理，更是其中的关键。但庄子寿强调，前述的获利机会，其实都是要建构在厂房安全及环境永续的基础上。

所以要管控高科技厂房，自然就得了解风险特徵，才能掌握厂房的设计基本原则。庄子寿指出，晶圆厂房本身、设备及半成品的价值高，且风险集中，加上每日的产值高，营运中断的损失相当大，工厂营运更是相当依赖自动化及现代科技，加上厂房内使用特殊性气体及化学品的种类繁多，这些因素都构成晶圆厂的风险特性。

因此，晶圆厂厂房设计的基本原则，首先就是安全；包括人员及资产的安全，同时还应具备完整的实时监控系统及专责管控人员。在营运方面，由于设备太过昂贵，必须设法做到将产能极大化，全天生产，全年无休。因此，不但不允许非计划性的停机，生产线进行调整或扩充时，生产也不可中断，因此系统设计必须符合N+1(备援)原则。

庄子寿指出，高科技厂房如要做好资产保护，那就不可忽略中小型地震防护能力，因为与大地震发生的机率相比，碰到中小型地震的可能性会更高，而且设计的防护方向也不一样，包括耐震规范、厂址特性、数值模型的探讨，都需要特别注意。

另外，建立地震预警实时信息系统，争取最快应变时间，可以减少损失。至于火灾防护方面，庄子寿指出目前的消防系统设计与防火设施功能，都已相当成熟，但需要注意验证方法，才能确保消防系统能够达到原先设计的目标。

但高科技厂房在工程实务方面，会遭遇不少的挑战。庄子寿指出，建厂的基本现象，包括时间及预算不足、设计图说不完整、需求不断变更(因为制程一直在变)、工程界面复杂繁琐、重叠施工等。

即使建厂过程挑战重重，但由于安全与品质绝对不能妥协，庄子寿指出，唯有透过视觉化管理工具，例如应用建筑信息模型(BIM)专案管理系统，让厂房安全专家可以尽早参与厂房规划、设计的讨论，才能让高科技厂房规划设计至最低的风险 (Design to Minimum Risk)。

至于工厂安全设计方面，在人员安全保护设计方面，需要注意门禁安全设计、主动及被动防护；在厂房财产安全设计方面，则要从厂区配置开始，因为只要设备放错位置，就可能会出问题，其他要注意的地方，还包括防火？防爆的区划设计，可以将灾害问题控制最小范围。

要确保工厂安全设计符合目标，可以参考具公信力的国际认证。庄子寿指出，台积电目前是采用ACE保险公司的认证，共有27项考核项目，台积电不但全部拿到AAA，平均值远超过亚洲地区，包括大陆、韩国、新加坡等国的厂房。

庄子寿指出，相较于亚洲地区其他国家的厂房，台积电在紧急应变计划方面的表现非常好，如自动洒水头设计、有毒气体供应系统、制程设备防护、洁净室烟雾控制等，都是其他业者相对表现比较弱的地方。

至于超大晶圆厂厂房规划方面，庄子寿指出，首先要做好厂区配置，尤其是防火阻绝设计，如建筑物之间要有足够的距离，如果无法分开距离，结构物之间就要有防火墙(至少隔绝火灾两小时)，或是透过走道设计，将区域分开来，也可以达到灾害控制的目的。

在有害物质方面，则是不能跟主建物的结构结合在一起，应该是附挂在厂房外面或是放置在开放空间，才不会酿成灾祸。庄子寿强调，同时还要考虑人员撤离动线、消防水池，建筑物结构体能否降低中小型地震对生产线的影响。

但厂房就算做好安全设计，庄子寿认为，能否落实管理，难度其实不亚于设计。台积电为此成立台积电紧急应变中心(ERC)，除24小时专业值班人员监控厂区安全外，同时还设置完善的紧急应变监控设施及应变器材，才能对火灾、气体泄漏、化学品翻洒等异常事故时，提供最快速的应变支持。

庄子寿提醒，定期执行紧急应变小组成员战技训练非常重要，因为只要一段时间不操练，可能就会忘掉如何执行，透过定期演习，才能在碰到真正状况时，妥善应变。

而在环境监控方面，厂房必须深耕节能技术及创新能源使用管理，达到永续环境设计(Design to Sustainable Environment)的目标，如发展废水、废酸、废弃物回收技术，建立资源回收使用的良性循环。

庄子寿也建议产业应该要发展下一代的环境监测管理系统，以全面、实时、精确管理所有环境管控参数。例如发展智能化用水、用酸平衡系统，自动监管所有废水和废酸的流向。

最后，庄子寿强调：创新与改变是产业发展的主轴，厂务管理必须配合多变的技术发展与时俱进。如建筑信息模型及物联网技术的发展与应用，将会是高科技厂房提升工业安全与环境监控品质的利器。安全的厂房与环保的设施，是企业对社会应该要负的责任，因此厂房工程应致力提升「厂房安全」及「清洁生产」的能力。