Design and Construction Challenges of an Underground Chip Factory
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Design and Construction Challenges of an Underground Chip Factory
- 1. 1 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Challenges during Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Christoph Rüegg and Helmut Wannenmacher, Amberg Engineering AG Christian Schönlechner, Jäger Bau GmbH
- 2. 2 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Topic Overview of waferfab The project idea; from implementation to construction Design challenges of an underground chip factory Challenges during construction Conclusion
- 3. 3 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Overview Why Underground? Sensitive industrial process for optoelectronic semiconductor chip production (strict vibration and temperature control) Best economic solution: Central utility building (CUB) with two shallow caverns for optoelectronic semiconductor chip production ->favorable foundation / constant climate conditions for chip production PRODUCTION & LITHO CAVERN EVACUATION & VENTILATION TUNNEL ACCESS TUNNEL MAINTENANCE TUNNEL CUB
- 4. 4 WTC 2013, Design and construction of an underground chip factory (waferfab) Overview View from the access tunnel to the main production cavern with the perpendicularly oriented litho cavern on the left hand side
- 5. 5 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) The Project Idea - from Implementation to Construction The project idea was part of the global engineering strategy of Amberg Engineering Ltd. focusing on solutions for underground production and storage facilities. Presented in spring 2007 to the client, epc Economical / technical feasibility studies and detailed study in summer 2007 Decision for an underground solution was made in October 2007 (in total, 5 months from project idea to decision) Another 8 months for approval design, final project and tender documents ->In total, 13 months from project idea to construction start
- 6. 6 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Design Challenges for an Underground Chip Factory Integrative approach of all design parties under •Operational aspects •Constructional aspects •Environmental and safety aspects Most important challenge: Reconsile contrary aspects of all design parties and work out a cost- effective production facility fab
- 7. 7 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Design Challenges for an Underground Chip Factory Example: General Layout
- 8. 8 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Design Challenges for an Underground Chip Factory Example: Layout of Production Cavern Roof constructionShotcrete lining Wafertable Maintenance / Supply air Supply / Disposal Clean room Access tunnel Maintenance tunnel
- 9. 9 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Design Challenges for an Underground Chip Factory Example: Dimensions of Access and Maintenance Tunnel access tunnel maintenance tunnel
- 10. 10 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Design Challenges for an Underground Chip Factory Example: Escape Path and Ventilation System CLEANROOMV ENTILA TION SEC TION A-A SECTION A-A 82.90 8.00 56.90 18.00 99.15 37.8518.0042.30 CLEANROOM MaintenanceTunnel AccessTunnel 0 SCALE 10 m5
- 11. 11 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Challenges during Construction Stability of Cavern Huge cross-section with low overburden -> low horizontal stress Simulation of spontaneous rock instability
- 12. 12 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Challenges during Construction Stability of Cavern Open joints of up to 1 m -> hardly any horizontal stress
- 13. 13 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Challenges during Construction Stability of Cavern Overbreaks torn out rock bolt
- 14. 14 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Challenges during Construction Stability of Cavern Measurement Control System Start excavation middle/left sideg Start excavation right side max. deformation 7 mm - extensometer - 3D survey with anchor Results - rapidly declinig deformations - max. deformation of 8 mm, up to 8 m into rock
- 15. 15 WTC 2013, Design and Construction of an Underground Chip Factory (Waferfab) Conclusion Underground space for production facilities with strict limitations on vibration and/or climatic conditions is an economic alternative. Premises: Good rock conditions, low water inflow Direct and short access to the production facility Integrative approach of all design parties
Hinweis der Redaktion
- Sehr geehrte Anwesende Ich darf Ihnen einige interessante Punkte aus Sicht der Planung Untertagbau erläutern. Zuerst werde ich Ihnen etwas über die Voraussetzungen einer Chipfabrik im Berg erzählen. Im Hauptteil meines Vortrags stehen dann unsere Herausforderungen bei diesem Projekt. Dann folgt etwas über die zeitliche Schiene ab der Projektidee bis zur Ausführung und zum Schluss ein Fazit aus der ganzen Planung.
- Die Lösung für die Erschliessung sehen Sie auf diesem Bild. Der obere Stollen dient als Personenzugang und führt zur Produktionsebene. Darin ist auch die Führung der Abluft integriert. Der Untere Stollen dient als Ver- und Entsorgung und führt unter den Waffeltisch Der dritte Stollen dient als Fluchtweg für den hinteren Bereich der Produktion. Von hier wird auch die Frischluft angesaugt.
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