1.1 研究動機
近年來半導體產業及光電產業發展迅速,相關產業的產出成果,大幅改變了人 們的生活,相關投資也在國內及國際的資金市場造成極大的影響。各相關產業的投 資項目當中,除了產線的設備更新、原物料的購置及人事成本之外,最大的投資項 目便是潔淨室的建置及維護。
目前半導體廠房建置過程,大多要求降低設計及上線的前置準備時間,以加速 投入量產,因此廠房規劃時程不會太久,佈置方式多為複製他廠既有設計,而規劃 者必須在極短時間內完成廠房得整體設計案,所以有系統的設計規劃與配套措施顯 得極重要。
半導體廠房實驗室每個位置的空間配置與作業時間的排程,都會直接或間接影 響人員工作便利性、廠務配管施作、晶片污染源的減低、晶片良率、時間的節約等,
故空間整體性規劃能影響後續相關作業。加上一般半導體廠房建構後續又有二次配 管管路成本提高、機台氣體供應點不足、機台遷移配置、現有機台位置、潔淨室使 用空間合理性等問題,故引起本人研究之主要動機。
1.2 研究目的
半導體廠房面對資金龐大的投入,且半導體廠房潔淨室設計的關鍵原理設計須 由內而外探討其配置面,且其前置實驗室空間配置及動線規劃作業充分影響後期的 營運面及產品作業流程之順暢。
本研究主要目的乃在於希望藉由不同分析方法進行解析探討,檢驗 NDL 潔淨
室內空間型態組構與使用者作業流程間相互關聯,同時希望找出原設計空間型態配 置不恰當處,以合理原則提出奈米實驗室潔淨室之修正方案,提供日後完整性規劃 與空間配置改善或二次配管等參考文獻,另開啟建廠前期未考量的問題,並給予未 來相關產業及研究單位一個較佳化的規劃參考。文獻蒐集探討空間配置可利用那些 模式理論的分析,以彌補建築分析語言對整體空間特性不足的缺憾。
1.3 研究範圍
本論文研究範疇乃針對 NDL 的實驗室即製造區(即潔淨室、更衣室、洗手間、
沖淋室…等 20 空間單元)之空間配置,即對整棟建築而言以「潔淨室」為主,談討 鄰近空間位置與人員使用最佳化空間配置進行比較分析。以單一個案為研究對象,
即以 NDL 製造區(FAB)空間配置及動線規劃為例,利用「空間語法」理論驗證其結 果,進行比較分析。
空間配置最佳化有許多方法,若屬多重空間可利用 Space syntax、路徑等理論進 行空間使用便捷度之驗證,若屬單一空間限制,為要讓作業流程便利,可利用設施 規劃面之傳統圖解、模糊理論、演算法、遺傳基因法…等方式尋求最佳設施配置。
若為解決作業的使用重疊空機動線便捷度可用空間衝突、排程理論之套用解決人員 工作便利性。本研究採用 Space Syntax 進行多重空間便捷程度之驗證,檢驗目前現 有案例之空間配置是否恰當,其目的希望在改善空間配置,可供相關案例未來規劃 利用。
1.4 研究方法及流程
研究方法
本研究分別利用空間語法 (Space Syntax),即由 Bill Hillier 教授領導之英國倫敦 大學研究小組所發展出的理論,其理論基礎主要在探討空間單元型構與動線型構之
屬性差異,即全區性相對便捷值(Global Integration Value)代表全區性的相對便捷 度與動線連結個數值(Connectivity)表系統中每一組構元素所鄰接之元素之數值,
以進行科技廠房實驗室之分析。驗證空間使用之便捷度,並參考路徑規劃及其他相 關理論,針對半導體廠潔淨室的空間及動線配置加以比較分析,並以國家奈米元件 實驗室 (National Nano Device Laboratories,以下簡稱 NDL),作為規劃的參考,期 能降低營運衍生的費用。
文獻蒐集彙整後利用空間語法理論的便捷值與控制值的計算。探討 NDL 無塵 室 class100、class 1000 等級及更衣室、空氣吹淋室…等之空間配置,檢測是否最佳 配置,並推估實驗空間空間不變修改空間配置或調整建議至最佳化,給予未來規劃 實驗室的依據與現行高科技廠房套用方式與建議。
研究流程
圖 1. 1 研究流程(本研究繪製)
1.5 研究架構
本論文的架構將如以下方式安排:在第二章中,我們將探討相關理論及研究成 果,第三章將探討半導體廠房潔淨室的相關建置規劃執行方式;第四章則是針對 NDL 的潔淨室空間及動線規劃加以分析;第五章則為本研究之結論。
研究動機、背景
研究問 題確認
結論及建議
專家訪談 文獻探討
資料分析
研究理 論確認
理論套用進行分