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2020年净化工程未来的发展趋势和应用

返回列表 来源: 发布日期: 2020.05.13

洁净技术又称为生产环境和污染控制技术,是近些年随着高新技术发展起来的一门综合性的新兴科学技术。洁净技术通常包括:空气净化技术、空调技术、水纯化技术、气体纯化技术、微量杂志控制技术、洁净环境的检测技术及相关的环境的控制技术。净化工程技术在电子、核子、航空航天、生物工程、制药、精密机械、化工、食品、汽车制造等高科技工业领域及现代科学领域中得到广泛应用。

随着我国科技水平的提高,人民生活水平也大大提升。人们对生活质量及生活环境抱有越来越高的要求,如:空调净化系统设备、水净化设备、空气净化器等净化工程技术已经开始步入千家万户,进入人们的现代生活。特别在电子行业发展中更能体现出科技水平的提升速度,电子逐渐微型化,质量化,完美化给我们带来了快捷,方便,耐用的时代。净化工程技术在某种意义上已经成为衡量国家和工业的一个重要标志。

洁净工程

1、发展

在过去我国的洁净技术和设备与国外先进国家相比差距是明显的,我国1965年才开始生产的HEPA过滤器,比国外了十五年。1975年开始生产的光散射尘埃粒子计数器比国外晚了二十年。0.1微米洁净技术和设备在国际上先进国家已成为成熟技术,我国则刚刚起步。

在洁净室建设规模和技术水平上,我国与先进国家差距更大。日本清水建设公司一家,1982年到1987年期间承建的洁净室面积达71.8万平方米,而我国目前一年承建的洁净室总面积还不到10万平方米,但八五期间有较大发展,1993年承建洁净室总面积已接近15万平方米。美国的洁净室建设规模更大,1998年统计已达188.5万平方米。

在洁净工程技术水平上,80年代末期,国外已大量建成0.1微米级的超净室,1987年日本三洋新泻工场建成十级洁净厂房3000平方米,NIT原木则建成了四个1000平方米控制0.1微米尘埃的千级厂房,换气次数高达300次/分。美国在台湾的TSMCS新厂已建成第四代管道式洁净室总面积达10000平方米。

我国使用的0.1微米十级洁净室主要依赖从国外进口。由于高洁净级别的洁净室造价十分昂贵,0.1微米十级洁净室每平方米造价高达1万美元以上。在大规模集成电路制造装备的投资中洁净厂房占有相当高的比例,这与集成电路工艺不断更新,产品更新换代周期越来越快的发展趋势不相适应,严重制约了大规模集成电路技术的发展。美国ASYST公司、德国MW公司发展的使用隔离技术的亚微米生产微环境系统设备和技术在近几年中得到广泛采用。该项最新的洁净技术在100级洁净度的洁净厂房中,采用工艺设备局部使用隔离技术的微环境,把投资比例压缩到高级别的微环境,消除了操作者与工艺设备运行的二次污染源产生对集成电路成品率和可靠性的影响作用。

据中国电子专用设备工业协会统计,我国主要八家最大的净化设备厂的销售额1990年为8217万元,还不足1亿,1993年达到14495万元,占国际市场销售额的0.34%。但随着我国高新技术的迅速发展和微电子工业、光纤工业、液晶显示工业及光电器件工业、生物工程、医药工业的发展,我国潜在的巨大的洁净技术产品市场,以每年40%~50%的增长速度在增加。因此在未来,洁净市场的蛋糕是巨大的。

净化技术

2、趋势

竞争方向转变

由价格竞争转变为价值竞争。随着电子产品的集成化、密化、微型化、功能化等趋势,对元器件的可靠性要求越来越高,电子信息制造业对洁净室的要求标准也更加严格。微量的脏污或微弱的静电都有可能造成元器件产品良品率的大幅降低,直接影响公司的效益。目前硬盘磁头的静电压阈值已经下降到3V以内,部分IC的封装环境要求达到Class10,甚至Class1的水平。电子信息行业的技术发展和高性能要求促使洁净工程行业企业由价格竞争转向技术竞争,只有具备技术研发、自主创新能力的企业才能满足客户需求而持续发展,才能设计和建造符合要求的高端的洁净室,相关技术和服务能力的提升将成为未来市场竞争的焦点。

节能化成为洁净工程重要目标

洁净厂房是我国的耗能大户之一,据不完全统计,洁净室的能耗是一般写字楼的10~30倍。我国的8英寸芯片厂,洁净室单位面积能耗比美国同型工厂高15%。美国耗能1.28 kW/m2~1.63 kW/m2,而中国耗能1.48 kW/m2~1.93 kW/m2(资料来源:中国电子学会洁净分会)。以上海某知名芯片厂为例,其全年耗电量51%是用于洁净工程运行及相关的维护,如果将51%的能耗合理降低,对企业来说就意味着利润的增长。因此,洁净室下游相关行业企业越来越重视洁净室的节能问题。这就要求洁净工程行业的设计和施工企业,从客户需求出发,从设计理念、建造施工、设备配备及运行等各个方面进行节能设计,只有采取全方位的节能技术,整个洁净工程行业才能持续、良性发展。

高端洁净技术方向发展

空气分子污染作为IC工厂所关心的问题于20年前最先由日本人提出,近年来,世界IC技术发展迅速,IC芯片日益微型化。AMC对当前的IC生产其潜在的污染比粒子污染要广泛多,粒子污染控制只需要确定粒径及个数,但对AMC控制而言,除了受芯片线宽的缩小而变化外,并受工艺、工艺设备、工艺材料及传送系统等的影响。更有甚者用于某一工序的各种工艺材料在很多情况下其微量的分子残余对下一工序往往可能就是污染物。因此,IC生产过程中的某些加工工序及工序间的材料传送和存放环境中,AMC已成为严重影响成品率的重要问题,AMC分子控制技术成为洁净工程设计与施工建设的主流趋势。


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