廠務能源轉換係數計算器之研究發展及應用

前言

台灣的電子業（以半導體及光電業為主）為相當高耗能的產業，依經濟部能源局電力使用統計資料顯示^[1]，2013年全國總電力消費為2,450億度電，其中工業部門電力消費為1,320億度，佔總電力消費的53.9%，如 圖1所示。

而工業部門中之電子零組件製造業又佔約31.9%，如 圖2所示，其中又以無塵室為生產基地之高科技廠房耗能為其大宗，年約消耗421億度電(kWh)，可見電子零組件製造業耗電之巨。

以半導體廠為例，廠務系統佔全廠耗電約50.6%，製程設備約佔40%；其中空調、潔淨室及排氣（Exhaust Air, EA）系統，又佔廠務系統七成以上用電^[3]。除歲修外，為支援半導體製造廠不分晝夜的生產，絕大部份的廠務設施為24小時連續運轉，因此電力消耗量相當大。半導體廠的能源消耗直接影響其製造成本也間接造成環境的污染，從1996年開始SEMATECH聯盟的會員公司與設備供應商已執行許多節能專案與調查，世界半導體協會(World Semiconductor Council, WSC)和SEMI已提出能源白皮書，提議晶圓廠要將節能正規化(normalization)。為了實現可衡量節能成果，工廠持有者和設備供應商將需要能源基線和建立改進的具體目標，必須有工具來幫助能源用戶之節能工作持續進行，期待建立一完整的能源評估準則^[2]。當製程機台購置時，對於設備商所提出之廠務需求，如耗電量、空壓量、排氣量、製程冷卻水量及真空量等，並無法很直觀的認知到使用該設備後續所須付出之能源成本，然透過ECF值之建立可快速地得知各系統需求耗電量，亦能分析出整廠電能耗用的分佈，甚至能更進一步做為選購製程機台商之評鑑依據，ECF值讓機台耗用之能源可視化、指標化。

對於既設廠房往往因未設置足夠的感測裝置或表頭無法得知實際ECF值，進而無法定義能源基線，雖SEMI S23針對各系統有提出建議值，但因各廠及各產業運轉條件不同，不見得能以該數值作為各廠房的基準。

文獻回顧

胡石政^[3]所發表的文章，針對台灣半導體進行耗能耗電調查研究，調查九家半導體廠家能源消耗，結果顯示其平均單位生產面積電力消耗為2.18kW/m² (美國1997年的資料為1.86~2.26kW/m²，日本一般約為1.2~1.5kW/m²)，其中廠務系統佔整廠耗能約56.6%，製程設備佔40%，而廠務系統中又以冰水系統佔最多，達27.2%，如 圖3所示。日本半導體製造裝置協會^[4]定義了半導體製造設備在無塵室相關設備與製程系統能源消耗的計算方法。林洋閔等^[5]利用半導體廠的耗能分析模式以確認半導體廠的各項能源消耗基準值，發展一套半導體廠的耗能分析模式，並確認一典型8吋DRAM廠的各項能源消耗基準值，也就是說各單項能源消耗與各單項總設備容量比值做為節能措施成效的基準值，進而將此基準值推估實際運轉成效的節能措施。將此典型半導體的各項能源消耗基準值應用於同等半導體廠之建廠或擴廠實際運轉能源的預估需求。Naughton^[6]所發表的文章，提出採用藉由SEMI S23所建議的各類廠務系統的能源轉換係數值，去建立評估改善製程設備耗用廠務設備能源的機制，並提出了節能方向應分別從機台本身廠務需求量及設備能源效率著手，藉此協助製程設備業主與製程機台設計師就製程設備耗能之規格訂定雙方均可接受的標準，但對於基礎條件不同時轉換係數如何調整以因應各種情況，並無提出具體建議。ECF定義為單位廠務系統供應量之等效耗能。

林永培^[7]就電子業主要四種產品，包含12吋晶圓、第五代TFT-LCD面板、第四代彩色濾光片及14吋背光模組廠進行消耗能源的查訪、分析並建立單位耗能指標，期能尋求合理且業界可接受之單位耗能指標。林照閔^[8]利用資料收集統計一座12吋半導體潔淨空調系統與廠務設施並進行耗能指標分析，可提供作為同類型廠房之能源消耗標準(bench mark)。ISMI^[9]發行ISMI TEE Calculator II的使用指南，做為SEMI S23-0708的輔助文件，提出如何選擇及正確使用測量儀器量測出其使用量，也完整的介紹該軟體的使用方式及詳細的能源消耗計算過程。但對於空調系統、冷卻水系統、空壓系統、真空系統的耗能模式須手動輸入耗電量，並未提供合理耗電建議。許益嘉^[10]提出了半導體製造設備在無塵室內其設備、製程設施與設備相關項目能源消耗的計算方法，並參考ISMI TEE Calculator II軟體製作EXCEL VBA巨集，讓使用者不一定要透過網路登入後才能進行相關資料的建立及計算，提供使用者輕鬆且簡單的格式輸入資料且可以將計算結果透過excel進行資料分析整理成更符合需求的報表。簡維宏^[11]研究在台灣新竹某高科技廠房設備耗能計算中，利用ISMI TEE Calculator II軟體的輔助運算，介紹計算能源消耗的步驟、各參數意義及輸入方法，經由軟體快速運算得到全年耗能之結果，作為提供典型半導體廠之建廠或擴廠實際運轉能源的預估需求。鄭伊芸^[12]開發一高科技廠房耗能模擬軟體(Fab Energy Simulation, FES)作為節能案例評估之輔助用。FES軟體用來計算高科技廠房之空調系統、製程機台(Tool)、廠務系統、燈具、風機與水泵耗電。FES在MAU耗能計算擁有創新的功能，使用者可自行排列MAU內元件與選擇各元件的出口控制方式，並藉由氣象資料匯入可算出全年耗能資訊，比起僅採夏、冬季最大負荷時作為計算依據相比更為符合實際情況，使得能源使用的估算更加全面。對於廠務系統之能耗，軟體中可由使用者輸入各系統使用量及ECF值，利用程式計算年耗能，但對於ECF值的大小並無提供建議值，僅能由使用者透過量測、記錄及統計後輸入，或直接採用SEMI S23^[13]之建議值。徐榮生^[14]針對中小尺寸面板廠廠務耗電量前六大之廠務系統，以實際每日設備運轉之RAW DATA進行計算及分析，建立各系統之能源轉換係數，可作為各廠或不同產業別比較之依據，且可從數據分析那些設備較耗能，看出是否有改善之亮點。

上述文獻對於ECF值在不同基礎條件時,如何合理推估調整以因應各種情況，並無提出具體建議。對於既設廠房透過儀表實測之ECF值，雖能作為其他廠運轉值之比較，但無法得知其運轉「效率」之表現，故本研究將發展一套ECF計算器，讓使用者可以自行輸入基礎條件及效率值，以因應現場實際狀況，讓能源耗用情形可視化、指標化。

SEMI S23

SEMI之下的ESH工作小組於2005年公布SEMI S23半導體製造設備之能源、電力、廠務節約基準(SEMI S23-0305)，以促進半導體製造設備及廠務系統的能源、電力及原料的節約，目前歐、美、日等高科技廠也主動積極導入，自2005年第一版發佈以來，相繼於2008年、2011年及2013年分別提出更新版，目前最新版本為2013年公布之SEMI S23-0813^[13]。SEMI S23提供半導體製造設備能源、電力及原料的節約概念與使用方法，目前國內以半導體、面板廠等高科技產業應用為主，利用持續改善方式，提升能源、電力、原料的使用效率及節約用量，內容包括提供製造設備能源、電力及原料節約技術、測量方式及將測量值換算成等效能源的方法。半導體製造設備於製造、運送、安裝、使用及廢棄等生命週期各個階段都會消耗能源，因此，在生命週期內有效的降低能源消耗與提升能源效率可以大幅減少半導體製造設備所產生的能源問題。根據產業的能源節約措施執行結果，發現能源節約可能性的最佳階段為設備的使用階段，主要原因為使用階段電力與原料的使用率可作為所用能源計算依據，因此SEMI S23僅著重於設備的使用階段。目前可利用換算方法將設備所消耗電力與原料的使用率換算成等效能源值，所以使用者必須要求設備供應商進行調查與建立設備的電力與原料使用率資訊，提供使用者作為採購依據。S23基準轉換係數 表1乃針對一位於日本的八吋晶圓廠透過儀表實測之ECF值^[15]：其無塵室區域面積4400m²，Class 1佔20 %區域，Class 1000佔80 %區域，每月晶圓量產量10,000片。

ECF數學模式之建立

討論潔淨室全年消耗的電能，一間潔淨室全年總耗電可以分為「空調系統耗電」、「廠務系統耗電」、「操作機台耗電」、「循環風機耗電」、「照明燈具耗電」等五大項。

「空調系統耗電」可以簡單分成冰水機耗電與加熱設備耗電，冰水機耗電總合了空調箱內製冷、製程冷卻與乾式冷卻盤管，加熱設備可以是電熱加熱或是熱泵系統製熱，但加熱源若使用燃料油、天然氣或是其他燃料加熱則費用另計，不歸類於此。

「廠務系統耗電」包含了氮氣系統、真空系統、壓縮乾空氣系統與超純水系統，這裡採用能源轉換係數(Energy Conversion Factors, ECF)來估算各項廠務系統的耗電量。

「操作機台耗電」顧名思義就是機台的輸入電能，雖然這項計算相當簡單，但是一間潔淨室內操作機台的耗電量卻佔全年耗電至少25%以上。

對於已設置完成並運轉中之廠房，可利用SEMI S23 (本文章節2.1)的方法量得各系統之ECF值，當已知某系統之流量時，可直接以流量乘以ECF值，便可估算出該系統之耗電量。但進行系統改善評估時，希望能了解變更各項參數時對於耗電量的預測，則可利用理論公式與運轉條件的變更，計算條件調整後的系統ECF來評估其節能的潛力。本文整理主要系統之耗能計算模式據以建立製程機台的能源基線，並利用Microsoft EXCEL軟體建構ECF計算模式，稱為ECF計算器，方便使用者在進行節能評估時，透過參數變更預測節能成效，亦能做為建廠前耗能基線指標。

排氣系統

排氣系統所衍生的耗電主要可分為二類：一種為風車之輸送動力，對空氣施加能量以增高其壓力或速度，需滿足製程機台端靜壓需求及克服輸送管路之摩擦損失；另一種為空調系統，潔淨室為了保持潔淨度都會維持一定的正壓，使外界污染不會經由縫隙擴散進來，故經由排氣設備排走之風量需由外氣空調箱(MAU)經處理後再補進潔淨室，而評估空調的能耗除MAU本身外另需包含冰水主機、冷卻水塔、冰水泵、冷卻水泵等系統。影響風機耗電值的性能參數主要為風機之全壓、風量以及效率。全壓(P)為靜壓與動壓之總和，靜壓為空氣的位能(potential energy)，即空氣靜止時與風速無關之空氣本身所具有的壓力；動壓為氣流方向的動能(kinetic energy)，即隨風速所產生的壓力。風量(Q)為風機每單位時間內所排送的氣體體積。風機之全壓效率即為空氣動力與風機軸動力的比值；空氣動力為風機產生風量及全壓之動力；風機軸動力可視為外部馬達加諸於風機主軸之馬力，然而馬達經過皮帶輪或齒輪傳動時，必然有部分功率消耗於傳輸過程之中，因此必須加以考慮其損失之動力。因此風機之全壓效率

(h)=Q(LPS)xP(kPa)/1000x風機之軸動力(BkW)

風車耗電

......式1

其中Q為流體的體積流率(m³/hr)，Δp為實際運轉下之全靜壓(kPa)，h_v流量效率又稱容積效率(Volumetric efficiency)、h_m馬達效率、h_e變頻器效率。

風機耗電量之計算法是以風車馬力公式進行計算，計算公式中須將風機效率帶入，而風機之全壓效率依照風機種類有不同之範圍。典型之排氣系統ECF計算如 圖4所示。

外氣空調負荷

由於電子廠房往往需靠大量排氣來避免製程中之酸、鹼、溶劑、毒氣或高溫氣體之擴散，潔淨室亦需靠正壓來避免外界污染空氣之滲入，中大型半導體及光電廠房均設有 MAU，以補給外氣來維持潔淨室之正壓。

台灣夏季之外界空氣既熱且濕，冬季亦有濕度很低的時候，因此必須靠MAU來控制補給外氣之濕度，藉以維持電子產業製程與潔淨所需之相對濕度。MAU之除濕，通常是靠冷卻除濕盤管，將處理空氣降溫至潔淨室要求之露點溫度後，再以加熱盤管再熱至所需溫度。

以夏季而言，冷卻除濕盤管負荷可依式(2)求得：

......式(2)

q_cooling：冷卻盤管冷卻量，kW

Q_MAU：外氣空調箱風量，m³/s

Vair：外氣空調箱風量，空氣比容，m³/kg

hin、hout：盤管入出口空氣焓值，kJ/kg，應採用全年平均焓差為基準

對於排氣系統的耗能，由於排氣量須利用外氣空調箱進行補風，因此在SEMI S23計算系統ECF時，將外氣空調箱的ECF加入了排氣系統。如此可避免當在評估節能手法時，僅單獨計算某系統能耗，而未考慮該節能手法是否增加其他與該系統相關之系統能耗，進而使全廠總能耗增加的盲點。

製程真空系統

所謂真空(Vacuum)是指壓力在大氣壓力以下之狀態。而真空泵為將真空狀態下的低壓氣體壓縮成高壓後排出之機械。為壓縮機的一種，但與一般壓縮機稍有不同，可歸納如下^[16]：

• 真空狀態下氣體的密度較小，故就同一動力下，其氣缸容積比較大。
• 一般多段壓縮機之氣缸隨各段壓力之升高而依序將直徑減小，但真空泵之多段者可為同一尺寸。
• 在接近完全真空狀態下吸氣時，雖入口與出口壓力差不太大(約101kPa)，但壓力比相當大，因此餘隙容積與內部氣體之漏洩量須儘量減少，以免影響性能。
• 真空泵的最大壓縮功發生在半真空的吸氣時，因此選擇驅動的原動機須先考慮動力最大值。

真空泵通常以一大氣壓為基準，此外真空度亦有以torr表示，1 torr= 1mmHg abs，以大氣壓力之平均值760torr (101 kPa)作基準，1~760 torr之間的壓力即為低真空，1~ 10-3torr為中真空，10^-3~10^-7torr為高真空，10^-7~10^-11torr為超高真空，10^-11~10^-14torr為極高真空，0 torr為絕對真空。

在入口處完全關閉下，真空泵所能達到的最低壓力稱為到達壓力或最高壓力。真空泵的風量是指單位時間內實際吸入氣體體積換算成大氣壓下的風量來表示。

假設真空泵之吸入壓力為p₁(kPa abs)，排出壓力為p₂(kPa abs)，若吸入容積為V₁(m³)，則理論多變壓縮過程功Wth為：

......式(3)

因p₁ 隨時間變化，若使 ，可得最大功時p₁之值，即

.......式(4)

......式(5)

 

將式(3.2.3)代入式(3.2.2)得最大壓縮功為

......式(6)

......式(7)

 

n=1.2~1.6.典型之真空系統ECF計算如 圖5所示。

壓縮乾燥空氣系統

壓縮空氣系統

空壓機的種類隨著不同工業用途的運用而有多種分類，依其壓力產生方式分成兩大類型分別為正位移式(Positive Displacement Compressor)和動力式(Dynamic Compressor)，主要機型包括有渦捲式、往復式、螺旋式以及離心式等機種，從數馬力到10,000馬力以上等不同規格，在產業運用中幾乎與空調冰水主機並列為主要耗能機具，亦為工廠生產機具中產生大的熱源之一。

就熱力學觀點壓縮過程中可分為等熵(絕熱)(Adiabatic process)過程、多變過程(Polytropic pro-cess)、等溫過程(Isothermal pro-cess)，三種過程的輸入功計算所對應的值可由 圖6相同壓力範圍下等熵、多變、等溫壓縮過程明顯看出，vdp之積分面積為各變化曲線與左側壓力範圍所組成之面積，等同於輸入壓縮功，其間壓縮功大小與n值呈反比，n值愈大則所須壓縮功愈大，理論最小壓縮功n=1即等溫壓縮過程，當壓縮過程無熱量進出，此時n=k(比熱比)=1.4，若壓縮過程未能充份散熱，致使摩擦熱無法排除則n值將大於1.4，實務中壓縮功較接近多變過程，因此欲降低壓縮功則n值降低將是關鍵因素，而n值的降低須靠壓縮過程中的排熱。壓縮功的計算如忽略動能及位能，在單段壓縮多變過程下(Polytropic process)，假設空壓機之吸入壓力為p₁(kPa abs)，排出壓力為p₂(kPa abs)，若吸入容積為V₁(m³)，n為多變指數(理想氣體的空氣n值介於1~1.4之間)，則理論多變壓縮過程輸入功W_comp,in如式(8)：

...... 式(8)

乾燥空氣系統

任何空氣都含有一定量的水氣與塵粒(如油霧/油氣/CO/CO2/異味/微粒)，這兩種污染物皆為不可壓縮體，經壓縮後水氣會凝結為水，塵粒會被集結。如果沒有適當的處理與攔阻，這兩種污染物將隨著壓縮空氣經由管路系統侵入所有的用氣設備，將可能造成許多不良的影響，直接、間接的使產品品質、生產力下降，使器具設備機器容易故障。水份與油份接觸後會形成乳化物，產生腐蝕性，破壞油品潤滑、散熱的效果，直接影響機械動作，造成機件損壞。水份會協助氧氣加速氧化，腐蝕機件。一般的工業應用機具，可以+2℃~+10℃露點為設計之標準。工業中儀表空氣的品質，水分含量是以-40℃露點為設計之標準。

空氣乾燥機為去除空氣中水氣的設備。常用的乾燥機有冷凍式與吸附式兩種，冷凍式乾燥機經由冷媒壓縮機，將飽和壓縮空氣中的水冷凝並排出，最低露點可達+2℃。吸附式乾燥機中的吸附劑可以把飽和壓縮空氣中的水吸收掉；依再生的方式可區分為無熱式、內部加熱式、外部加熱式及真空加熱式等形式，最低露點視吸附劑的種類而定可達-40℃~-70℃。其中，無熱式吸附式乾燥機，因造價低廉、結構簡單、故障率低，國內使用相當普遍。唯其再生時，必須耗用15~35%的壓縮空氣。一套完整的壓縮乾燥空氣系統需包含空壓機、儲氣桶、乾燥機及過濾器等，在冷凍乾燥機的前頭搭配使用穩壓縮空氣桶(可避免脈衝應力、降低入口溫度及濕度)及除塵過濾器(減少熱交換器阻塞，提高效率，延長壽命)。吸附式乾燥機，搭配冷凍乾燥機一併使用效果最好，其入口應裝有精密過濾器(用以避免油氣與塵粒阻塞吸附劑)出口亦應裝有除塵過濾器(用以避免吸附劑的粉屑流出)。在安裝多台氣冷冷凍式乾燥機時，必須特別留意佈置安排，避免台與台之間發生熱短循環，影響熱交換效果。壓縮乾燥空氣系統的理論系統ECF可利用式(3.3.1.1)、全效率以及壓縮乾燥空氣系統流量進行計算。若是可以利用儀表取得耗電量，則可以用實際耗電量與與流量進行計算實際的系統ECF。典型之CDA系統ECF計算如 圖7所示。

製程冷卻水系統

製程冷卻水系統(Process Cooling Water, PCW)，用於冷卻製程中發熱的機器、儀器等設備。採用水冷的型式提供較低溫的水來冷卻製程機台設備的高溫，循環帶走設備產生的熱，系統流程圖詳 圖8所示。因其機台精密昂貴，故而對冷卻水的溫度、壓力、潔淨度要求甚嚴，導致PCW系統設計與施工品質要求極高。而PCW並不直接和產品接觸，是以間接冷卻的方式，通常PCW要求的水溫並不是很低，約在13℃~20℃之間，而冰水主機的出水溫度約在7℃左右，因此採用熱交換的方式來冷卻PCW系統。對於製程機台不同的需求冷卻溫度，其冷卻源可視條件許可選用較高溫的冷卻水，不需要全部一律使用7℃冰水，以提供效率。如冷卻水需求為18℃時可以採用高溫冰水主機提供13℃冰水溫度進行熱交換即可，如需求為32℃時甚至可採用冷卻水塔，利用外氣進行冷卻即可。

製程冷卻水的ECF計算是將冷卻系統(冰機或冷卻水塔)與製程冷卻水泵的耗電(kW)相加總之後，再除以製程冷卻水的流量(CMH)。典型之PCW系統ECF計算如 圖9和 圖10所示。

空調系統

空調系統是高科技廠房最耗能的系統之一，製程機台於潔淨室生產過程中，須保持恆溫恆濕以確保生產的穩定性及良率，因此需採用中央空調冰水供應系統。其中冰水的使用包括了機台所需的冷却用水－製程冷卻水(Process Cooling Water, PCW)、外氣空調箱(Make-Up Air Unit, MAU) 的冷却盤管、潔淨室內控制溫度用的乾盤管(Dry Cooling Coil Unit, DCC)、空壓系統冷卻水以及真空系統中真空泵的冷却水等。冰水供應系統在運轉時的耗電量約占了整個高科技廠房的40%左右，這些耗電量主要來自冰水主機、冷卻水塔、泵浦以及風機運轉。在台灣夏季尖峰用電時電力系統供電吃緊的情况下，節省空調設備耗電量乃更形重要。

中央空調系統是藉由冷卻水塔將冰水主機冷凝器的熱量排放至大氣中。冰水主機之冷凝器在散熱過程中藉由冷卻水泵將冷凝器之熱量由冷卻水送至冷卻水塔，冷卻水塔的風機將外氣引入與進入冷卻水塔的冷卻水進行熱、質傳交換。空氣在吸收冷卻水塔內冷卻水的顯熱與潛熱後，直接排放至大氣中，此時冷卻水塔之冷卻水出水溫度降低，再次回到冰水主機冷凝器內吸收熱量完成循環。

冰水系統

在整個冰水系統的運轉過程中，冰水主機之壓縮機、冰水水泵、冷卻水泵以及水塔風機為主要耗電設備。因此計算冰水系統的ECF必須將各元件所需要的耗電量計算出來，將其加總後除以冰水主機的製冷能力。實際上各元件的耗電量與流量大多需要利用儀表進行紀錄，若建廠時無安裝儀表進行耗電量量測，則可利用外掛式的儀表進行量測，配合運轉數據反推各系統的運轉效率，可以作為評斷該系統是否應進行節能改善的依據。典型之冰水系統ECF計算如 圖11所示。

結果與應用

ECF計算器vs. S23-0813 ECF

前段分別將排氣、真空、空壓、PCW、空調冰水等系統利用理論推估合理之ECF值，並預先輸入與SEMI S23 表1相仿之換算條件基礎值進行驗證比較，結果如 表2所示。

觀查目前所輸入之參數與SEMI S23運作條件有可能是相似地，因此如果能改善ECF計算器中之可變參數，如效率、溫差或壓差等條件便可得知對於能耗之貢獻。本文將各系統影響耗能的主要因子做為變數輸入於EXCEL中，方便使用者即時了解各變數對於系統的影響，改善了SEMI S23對於不同產業或不同基礎條件下則無法客觀比較的缺點。

ECF計算器之應用

ECF計算器之主要輸入參數除溫度、壓力等需求條件外，尚有一個非常重要且左右ECF值高低的主要變數便是「效率」，效率可能包含風機效率、泵浦效率、馬達效率、流體效率、容積效率、變頻器效率…等，然這些效率值隨使用之設備廠商不一、使用年限長短或操作條件不同下很難為一定值，本研究將一8吋DRAM廠 表3^[5]、一12吋DRAM廠 表4^[8]、及一中小尺寸面板廠 表5^[14]之實測值及基礎條件輸入ECF計算器，表6為三個案例ECF值比較表，可由這些數值分別找出其效率值以進行分析。

三個案例的ECF值進行比較可以發現：

• 外氣空調冷房負載中，8吋及12吋晶圓廠是以夏季氣候為基準，而面板廠應為秋冬季部份負載測得之值，所以單位風量須帶走之熱量明顯有差異，因基準不同無從比較，在SEMI-S23是以全年運轉狀態做為基準，故建議使用者應採全年外氣之平均焓值與室內要求焓值計算焓差較為客觀。
• 8、12吋晶圓廠及面板廠排氣系統ECF值分別為0.0049、0.0057及0.0032，而SEMI S23–0813統計值為0.0037，由於三個案例在冰水系統耗電量部份皆非採用全年之平均值，故無法比較。
• 從表中可以明顯看出為了補充排走之空氣所需耗費的能源遠高於排氣風機本身，以8吋晶圓廠來看，每排走單位風量之耗電量為0.0007KW_e/(m³/hr)，而所需之冷卻能源卻需要0.0042KW_e/(m³/hr)，意思就是說每排走單位風量所耗的電力，卻另需要6倍的電力進行空氣處理，可見電子廠要進行節能減碳，減少排氣量絕對是立竿見影之作法。
• SEMI S23-0813針對空壓系統壓力高於827kPa之建議值為0.175kWh/m³，其餘為0.147 kWh/m³；以本例中8吋晶圓廠實測值為0.225kWh/m³，有22%節能空間，12吋晶圓廠則略優於建議值約6%，面板廠則優於建議值約有19.7%。
• 針對冰水系統的ECF值，面板廠表現最好，8吋晶圓廠表現最差，推估原因為8吋晶圓廠建廠時間為民國90年左右，在當時冰水主機的效率相對較差，且隨著時代的演進其值有愈來愈好的趨勢，以本例而言，面板廠的冰水系統耗電僅為8吋晶圓廠63%，可見其節能效益之潛力。

結論

本研究所開發的ECF計算器其功能及效用在本論文中被展示及驗證。依理論推估合理之ECF值，與SEMI S23-0813建議之數值十分接近(差值<0.001)。透過ECF計算器進行分析可以明顯發現系統壓力或揚程大大左右著耗能值，對於製程設備商而言，為了提供穩定良率因此總是希望廠務系統能提供更高的壓力、更低的溫度或更大的流量，如此將需要較高之能耗；而當壓力過高時再靠調壓閥降壓，當溫度過低時靠電熱器升溫，流量過大時靠閥件增加壓損以降低流量，如此一來一往之下使能源之消耗更為巨大。如能利用此工具調整系統壓差進行試算，便能快速地得到能耗預估。

比較三個案例的ECF值發現廠務系統的耗電是牽一髮而動全身，絕非為單一變數而已，例如排氣系統不僅僅須考量抽風量造成之風機能耗，亦需注意為保持室內正壓所需供應之外氣(Make-up Air)將需要耗費更多的能源進行空氣調節，衍生的耗電包含MAU、冰水主機、冷卻水塔、泵浦等，從本研究可以明顯看出為了補充排走之空氣所需耗費的能源遠高於排氣風機本身。

對於不同的產業類別，系統的設計不同、運轉參數的不同，都會影響各系統ECF計算出來的數值，因此在進行ECF的評價時應比較較為相近的產業類別，且設計及運轉參數皆應詳述於計算基準書中。

對於已運轉中欲進行改善之廠房提供模擬分析運用，可依據需求調整參數進行計算，找出合適的運行參數設定值，利用模擬數據設定各設備運轉的設定變化，套入ECF計算器中運算，獲得計算能源消耗值，找出合適的元件參數設定。

本研究以電子廠實測之值做為驗證，研究結果對能源消耗改善或新設置之系統耗能做出一定程度的預測，對於設計和能源管理系統有興趣的組織具有寶貴的參考價值。未來如能將ECF計算器推估出來之值用以輔助高科技廠房耗能分析軟體[Fab Energy Simulation (FES)]^[12]參數之設立，便可在全年逐時的外氣溫濕度資料下做計算，進而求得全年各月份之整廠能耗，亦可做為電力容量預測之工具。