高科技廠房設施發展與趨勢
講者：國立臺灣大學土木系營管組 莊子壽 教授
2020/03/04
關於「高科技」國內外有很多單位賦予不同的定義。國際經濟合作發展組織（OPED）將航太科技、藥品配製、電腦資訊機械、通訊器材和科學儀器等定義為高技術產業。行政院經濟規劃委員會（CEPD）因地制宜，將高技術產業分為六個類別。包括積體電路、光電儀器、生物醫學、遠距通訊、精密機械、和電腦週邊設備。而張教授的高科技產業定義則包括微電子、光電、精密儀器、電子通訊、奈米科技、藥品配製、微生物研究、醫療設備、動物實驗、航太科技等產業。
高科技廠房設施就是指高科技產業研發製造中所需的工廠實驗室，譬如建築、水電空調、儀表控制、管線設備、廢水廢氣處理、環境生態保護等等設施。高科技廠房設施工程係指規劃、設計、採購、施工、試車、移交、維護及經營管理高科技廠房設施之相關工程。
相較於傳統工業廠房, 高科技廠房在營建施工中具有下列特性:
(1) 工程困難度及精準度高
(2) 施工廠商多而介面複雜
(3) 以設備安裝為導向而非土木建築工程
(4) 規模大且工作多樣化
(5) 品質要求較傳統營建工程高
大眾對工廠的概念，通常停留在灰塵，油污甚至是髒亂的印象，但是高科技廠房因為製程的需求，就連廠務機房的整體的明亮、整齊、乾淨的程度，完全超乎一般非相關產業人士的想像。 高科技業因為資本投資高 (約800億新台幣/廠)， 以及Time to market的需求，因為這樣的需求，儘早進入新世代技術的市場，生產線必須具備彈性，高良率(同時間最佳、最高產出)，設備高使用率持續運轉(24hrs/365Days)，成本控制，所以廠房興建的時程，品質，穩定度的要求門檻相當高。
科技業廠房依照機能佈置分為製造工廠(Clean room)、支援大樓(Supporting Building)、共用設施(Central Utility Building)以及辦公大樓 (Office Building)。除了辦公大樓的規劃設計與一般業界較為接近外，製造工廠(Clean room)無塵室規格、溫度、濕度、氣壓、淨高、負重、振動控制、動線規劃。支援大樓(Supporting Building) 與共用設施(Central Utility Building)提供源物料供應與廢棄物排放(包含電、水、氣體、化學品、特殊氣體等)，廠房的興建除了因應半導體製程既特殊又嚴格需求外，開始規劃同時也必須Design in嚴格的安全管理機制，因為特殊化學品與氣體，一但發生工安事件，嚴重度非常高。而且節能減廢、污染防治，也要在建廠時一併考量並且加入循環經濟的概念，例如水資源循環再使用，廢棄物再生資源化。
台積電在製程中產生化學廢棄物，妥善處理本來就是台積電的責任，「評估一個產業、一家廠商的能力，不只是製造，還包括廢棄物處理，CSR是一個整合的查核。」
因此，台積電去年不僅將廠內製程使用後的硫酸銅，轉製成了再生銅管，更進一步與原物料廠商合作、增加精煉製程，成功將再生銅管轉製成電子級鍍膜銅原料，循環回台積製程使用。
台積電也持續規劃廠內的廢棄資源再生活化設施，例如將氨氮廢水，再生轉製硫酸銨粉末技術及低濃度溶劑除水技術，今年也投入設備將上述廢棄物再生活化成產品，讓物料循環使用。
台灣半導體業發展執世界牛耳，在台灣提供了130萬個高經濟價值工作，也創造了27,000億新台幣的產值，當然也耗用了台灣相當大的資源(包含人)，台灣的半導體業在這個高資本、高技術與高複雜度的產業，發展相當成功，運用與開發許多特殊的管理方式、技術能力。就像這次的主題，台灣半導體具備從90nm到3nm國際建廠工程的規劃、設計、施工、營運能力。半導業界應該用更開放的態度，將這樣的特殊的管理方式、技術能力，成功的方法，應該要跨領域、跨產業發展成為的強項產業，除了擴展其他產業，也不枉費耗用台灣的資源。
唯有提升在地供應商的「質」，才能推動在地採購「量」的成長。因此，台積也要求供應商響應責任供應鏈行動，帶領供應商進行節能、減碳、減廢及廢棄物資源化管理。
近兩年來，台積特地前往十幾家小型供應商，觀察他們的工作環境、管理制度、檢視ISO表現，並每半年舉辦供應商訓練、在會議上頒獎鼓勵，甚至會因為供應商CSR表現優異而增加採購，讓供應鏈真正感受到何謂「用訂單取代罰單」。
台積電全力增加在地採購量，扶植台灣供應鏈，「只要能在台灣買，就在台灣買，這是在協助台灣的廠商。」
台積2015年曾為了大陸投資案前往經濟部報告，當時經濟部詢問台積的在地採購比重，當年台積零配件在地採購佔比約4成，但目前已升至6成左右，目標是在2020年達到7成目標。這樣的數字，證明台積電對台灣廠商仍樂於擔綱領頭羊及扶植者的角色。
謝榮聰
作者介紹
臺灣大學工業工程學研究所碩士在職專班 「跨領域整合與創新」高階主管專班(臺大EMS)108級在學學生