FFU的生命周期成本分析

陈玲

引言：本文从资产生命周期成本的角度对FFU进行了测试分析，对相同规格参数的AC和EC FFU及不同参数的FFU与HEPA的组合进行了生命周期成本的对比分析，突破了以往单一考虑初期投资成本或运行费用来选择FFU的框框。通过生命周期成本的量化分析，阐述了在工程中到底该如何投资决策的问题。

一、概述

1）资产生命周期成本法（LCC：Life Cycle Cost）

资产生命周期成本法以项目投资为对象，从时间价值的角度拓展生命周期成本法的应用。在资产投资决策中，不能简单地选择初始购买成本最低的方案，而应该从资产获得直到最终报废整个生命周期的角度来进行投资决策。因此，以生命周期的长期观点来进行投资决策，资产生命周期成本法就应该从时间价值的角度全面分析其成本构成要素，以便将生命周期不同时期内的成本还原到项目投资的源头，为投资决策服务。

资产生命周期成本包括初始投资成本、运行维护成本和处置成本。

(1)初始投资成本。初始投资成本由购买成本、融资成本和其他成本三部分构成。购买成本是对土地、厂房、没备等的估价，该成本可以根据供应商的报价确定。融资成本是指为筹集资金所发生的成本。其他成本主要有机器没备的安装成本和操作人员的培训成本。

(2)运行维护成本。运行维护成本的控制对于整个资产生命周期成本的降低是至关重要的，其控制的重点是对运行维护成本与停工维修成本的权衡。有计划和预防性的维护措施可以降低停工维修成本，但同时又消耗了企业的资源。另外，如果减少了运行维护成本，又会增加停工维修成本。可见，最关键的是寻找运行维护的最佳成本水平，追求资产生命周期成本最小化。

(3)处置成本。计算资产生命周期终了时的处置成本，并将其从资产的剩余价值中扣除。

2）FFU项目中运用生命周期成本法的意义

随着电子技术的蓬勃发展，芯片的蚀刻尺寸也越来越小，以Intel公司为例，8086的蚀刻尺寸为3μm，Pentium的蚀刻尺寸是0.80μm，而Pentium 4的蚀刻尺寸当前是0.09μm（90纳米）。目前Intel的300mm尺寸硅晶圆厂可以做到0.065μm（65纳米）。这么小的蚀刻尺寸，对生产环境的洁净度要求也越来越高。而高等级的工业洁净室，本身就是耗能大户，有数据显示，一个百级的洁净室，其能耗相当于五星级酒店的5倍。

从上世纪90年代开始，风机过滤单元，简称FFU，进入中国，并逐步在高等级洁净室中扮演越来越重要的地位。一个洁净室使用的FFU往往是几千台甚至上万台。如武汉新芯12吋晶圓厂，一个项目中就使用了3073台FFU。作为洁净室中数量最多的设备之一，将生命周期成本法运用于FFU项目中，使工程项目成本达到最优化的，无疑有着非常重要的意义。

由于目前在FFU工程中，面对最多的是初始投资成本与运行维护成本的平衡与矛盾，且不同类型的FFU，其处置成本差异并不显著。因此，在这篇文章中，我们重点探讨FFU的初始投资成本和运行维护成本。

二、交流FFU（AC FFU）与直流FFU（EC FFU）的生命周期成本对比

AC FFU和EC FFU在工程中均有大量的应用，但孰优孰劣呢？往往不同的使用者，从不同的角度有不同的观点。生命周期成本法可以对二者的总体经济性有一个全面的比较。目前，大规模的洁净室工程中使用的FFU多数为4*4英尺为模数，即1200*1200mm或1175*1175mm的，本文中我们选取1200*1200mm FFU来进行分析：

1、样品规格：

2、模拟使用条件下的测试数据（面风速0.45m/s）：

1)AC FFU

注：用至第48个月，随着ULPA阻力的上升，FFU已调至极限，需更换新的ULPA方能满足室内风速要求。

2)EC FFU

注：用至第48个月，随着ULPA阻力的上升，FFU已调至极限，需更换新的ULPA方能满足室内风速要求。

3、生命周期成本对比：

4、对比分析结论：

从以上测试数据分析可知，两台规格、性能完全相同的AC FFU与EC FFU：

1）EC FFU投资成本较高，但运行费用大大低于AC FFU，以1200*1200mm的FFU为例，采用EC FFU，耗用电费比AC FFU低30.6%；

2）使用EC FFU由于价格高于AC FFU而导致的投资成本增加，在洁净室投入运行后的10.8个月内即可完全回收；

3）EC FFU生命周期成本大大低于AC FFU，以1200*1200mm的FFU为例，EC FFU的生命周期成本比AC FFU低24.6%。以本文中的案例，一台EC FFU在使用的全过程中可比AC FFU节约费用近1万元，对于大的工程项目，使用数千台FFU，节约的费用是相当可观的。

三、FFU与HEPA不同选型组合方案的生命周期成本对比

在实际的FFU工程中，即使是相同尺寸的FFU，不同的供货商有不同的风量、总静压参数，而HEPA或ULPA更是有不同的厚度、初阻力。是选择高总静压的FFU配厚度薄的过滤器，还是选择相对低总静压的FFU配厚度厚的过滤器，是很多用户都在思考的一个问题。

实际上，作出这个选择的唯一标准，只能是生命周期成本。以下是对两套尺寸相同，但FFU总静压和ULPA厚度（初阻力）不同的样品进行的测试分析：

1、样品规格：

2、模拟使用条件下的测试数据（面风速0.45m/s）：

1)1#FFU

注：用至第48个月，随着ULPA阻力的上升，FFU已调至极限，需更换新的ULPA方能满足室内风速要求。

2)2#FFU

注：用至第36、96个月，随着ULPA阻力的上升，FFU已调至极限，需更换新的ULPA方能满足室内风速要求。

3、生命周期成本对比：

4、对比分析结论：

1）2#样品比1#样品降低初期投资成本约9.5%，降低运行费用约27.7%，总体生命周期成本降低约25.7%。可见，采用低总静压的FFU配合厚度厚、初阻力低的ULPA，在初始投资、运行费用上乃至生命周期成本上，都有不同程度的优势；

2）本案例中没有考虑更换高效过滤器的停工损失。在工程中，在有倾向性地选择低总静压的FFU时，仍要保证一个合理的余压，否则，高效过滤器更换次数过多，势必造成维护成本上升，而抵消了初始投资成本和运行成本的优势。

四、结束语

将资产生命周期成本概念运用到FFU工程中，可以帮助我们在最初投资时就作出明智的决定。本文仅仅是在一个较简化的模式下讨论FFU的生命周期成本，对于很多用户来说，还可以把更多相关费用考虑进去，一并分析。如：工程安装后的调节、平衡、测试费用，投入运行后的巡视、监控、管理费用，更换高效过滤器的人工费用、减产损失等。综合考虑的因素越全面，分析的结果就越有参照性。

参考文献

[1]刘红霞，《产品生命周期成本管理理念及策略》.

[2]Sarah Fister Gale，《能源价格飙升左右洁净室的设计》，CleanRooms China，2006（7）.

[3]王尧，《中国洁净室产业市场走势》，第18届国际污染控制学术论坛文集，2006.