FFU的生命周期成本分析

陳玲

引言：本文從資產生命周期成本的角度對FFU進行了測試分析，對相同規格參數的AC和EC FFU及不同參數的FFU與HEPA的組合進行了生命周期成本的對比分析，突破了以往單一考慮初期投資成本或運行費用來選擇FFU的框框。通過生命周期成本的量化分析，闡述了在工程中到底該如何投資決策的問題。

一、概述

1）資產生命周期成本法（LCC：Life Cycle Cost）

資產生命周期成本法以項目投資為對象，從時間價值的角度拓展生命周期成本法的應用。在資產投資決策中，不能簡單地選擇初始購買成本最低的方案，而應該從資產獲得直到最終報廢整個生命周期的角度來進行投資決策。因此，以生命周期的長期觀點來進行投資決策，資產生命周期成本法就應該從時間價值的角度全面分析其成本構成要素，以便將生命周期不同時期內的成本還原到項目投資的源頭，為投資決策服務。

資產生命周期成本包括初始投資成本、運行維護成本和處置成本。

(1)初始投資成本。初始投資成本由購買成本、融資成本和其他成本三部分構成。購買成本是對土地、廠房、沒備等的估價，該成本可以根據供應商的報價確定。融資成本是指為籌集資金所發生的成本。其他成本主要有機器沒備的安裝成本和操作人員的培訓成本。

(2)運行維護成本。運行維護成本的控制對于整個資產生命周期成本的降低是至關重要的，其控制的重點是對運行維護成本與停工維修成本的權衡。有計劃和預防性的維護措施可以降低停工維修成本，但同時又消耗了企業的資源。另外，如果減少了運行維護成本，又會增加停工維修成本。可見，最關鍵的是尋找運行維護的最佳成本水平，追求資產生命周期成本最小化。

(3)處置成本。計算資產生命周期終了時的處置成本，并將其從資產的剩余價值中扣除。

2）FFU項目中運用生命周期成本法的意義

隨著電子技術的蓬勃發展，芯片的蝕刻尺寸也越來越小，以Intel公司為例，8086的蝕刻尺寸為3μm，Pentium的蝕刻尺寸是0.80μm，而Pentium 4的蝕刻尺寸當前是0.09μm（90納米）。目前Intel的300mm尺寸硅晶圓廠可以做到0.065μm（65納米）。這么小的蝕刻尺寸，對生產環境的潔凈度要求也越來越高。而高等級的工業潔凈室，本身就是耗能大戶，有數據顯示，一個百級的潔凈室，其能耗相當于五星級酒店的5倍。

從上世紀90年代開始，風機過濾單元，簡稱FFU，進入中國，并逐步在高等級潔凈室中扮演越來越重要的地位。一個潔凈室使用的FFU往往是幾千臺甚至上萬臺。如武漢新芯12吋晶圓廠，一個項目中就使用了3073臺FFU。作為潔凈室中數量最多的設備之一，將生命周期成本法運用于FFU項目中，使工程項目成本達到最優化的，無疑有著非常重要的意義。

由于目前在FFU工程中，面對最多的是初始投資成本與運行維護成本的平衡與矛盾，且不同類型的FFU，其處置成本差異并不顯著。因此，在這篇文章中，我們重點探討FFU的初始投資成本和運行維護成本。

二、交流FFU（AC FFU）與直流FFU（EC FFU）的生命周期成本對比

AC FFU和EC FFU在工程中均有大量的應用，但孰優孰劣呢？往往不同的使用者，從不同的角度有不同的觀點。生命周期成本法可以對二者的總體經濟性有一個全面的比較。目前，大規模的潔凈室工程中使用的FFU多數為4*4英尺為模數，即1200*1200mm或1175*1175mm的，本文中我們選取1200*1200mm FFU來進行分析：

1、樣品規格：

2、模擬使用條件下的測試數據（面風速0.45m/s）：

1)AC FFU

注：用至第48個月，隨著ULPA阻力的上升，FFU已調至極限，需更換新的ULPA方能滿足室內風速要求。

2)EC FFU

注：用至第48個月，隨著ULPA阻力的上升，FFU已調至極限，需更換新的ULPA方能滿足室內風速要求。

3、生命周期成本對比：

4、對比分析結論：

從以上測試數據分析可知，兩臺規格、性能完全相同的AC FFU與EC FFU：

1）EC FFU投資成本較高，但運行費用大大低于AC FFU，以1200*1200mm的FFU為例，采用EC FFU，耗用電費比AC FFU低30.6%；

2）使用EC FFU由于價格高于AC FFU而導致的投資成本增加，在潔凈室投入運行后的10.8個月內即可完全回收；

3）EC FFU生命周期成本大大低于AC FFU，以1200*1200mm的FFU為例，EC FFU的生命周期成本比AC FFU低24.6%。以本文中的案例，一臺EC FFU在使用的全過程中可比AC FFU節約費用近1萬元，對于大的工程項目，使用數千臺FFU，節約的費用是相當可觀的。

三、FFU與HEPA不同選型組合方案的生命周期成本對比

在實際的FFU工程中，即使是相同尺寸的FFU，不同的供貨商有不同的風量、總靜壓參數，而HEPA或ULPA更是有不同的厚度、初阻力。是選擇高總靜壓的FFU配厚度薄的過濾器，還是選擇相對低總靜壓的FFU配厚度厚的過濾器，是很多用戶都在思考的一個問題。

實際上，作出這個選擇的唯一標準，只能是生命周期成本。以下是對兩套尺寸相同，但FFU總靜壓和ULPA厚度（初阻力）不同的樣品進行的測試分析：

1、樣品規格：

2、模擬使用條件下的測試數據（面風速0.45m/s）：

1)1#FFU

注：用至第48個月，隨著ULPA阻力的上升，FFU已調至極限，需更換新的ULPA方能滿足室內風速要求。

2)2#FFU

注：用至第36、96個月，隨著ULPA阻力的上升，FFU已調至極限，需更換新的ULPA方能滿足室內風速要求。

3、生命周期成本對比：

4、對比分析結論：

1）2#樣品比1#樣品降低初期投資成本約9.5%，降低運行費用約27.7%，總體生命周期成本降低約25.7%。可見，采用低總靜壓的FFU配合厚度厚、初阻力低的ULPA，在初始投資、運行費用上乃至生命周期成本上，都有不同程度的優勢；

2）本案例中沒有考慮更換高效過濾器的停工損失。在工程中，在有傾向性地選擇低總靜壓的FFU時，仍要保證一個合理的余壓，否則，高效過濾器更換次數過多，勢必造成維護成本上升，而抵消了初始投資成本和運行成本的優勢。

四、結束語

將資產生命周期成本概念運用到FFU工程中，可以幫助我們在最初投資時就作出明智的決定。本文僅僅是在一個較簡化的模式下討論FFU的生命周期成本，對于很多用戶來說，還可以把更多相關費用考慮進去，一并分析。如：工程安裝后的調節、平衡、測試費用，投入運行后的巡視、監控、管理費用，更換高效過濾器的人工費用、減產損失等。綜合考慮的因素越全面，分析的結果就越有參照性。

參考文獻

[1]劉紅霞，《產品生命周期成本管理理念及策略》.

[2]Sarah Fister Gale，《能源價格飆升左右潔凈室的設計》，CleanRooms China，2006（7）.

[3]王堯，《中國潔凈室產業市場走勢》，第18屆國際污染控制學術論壇文集，2006.