近年來,半導體企業不斷沖刺先進制程,而節省能源成先進制程關鍵點之一。在前不久舉辦的臺積電技術論壇上,臺積業務開發資深副總經理張曉強表示,摩爾定律的經濟效益依然存在,光省下電費就足夠支付所有芯片更新。換句話說,能節省多少能源,是驅動先進制程發展的關鍵。

實際上,除了用電,水資源節約對于半導體高質量發展同樣關鍵。半導體生產需要大量的水資源,對許多企業而言,水資源供應是一個重要的制約因素,甚至有企業曾因水資源短缺而引發晶片危機。節省水資源,提升半導體用水(超純水)效能,是企業可持續高質量發展的關鍵突破口。

提升水資源利用率,是降本增效和先進制程破局方向

半導體制程需要使用大量的超純水來維持元件的潔凈度,晶圓的清潔程度直接影響集成電路的成品率。許多半導體行業的知名企業,如臺積電,一天要用掉15萬噸水;再比如英特爾,一年要用掉3400萬噸水,等于每年吸干2.5個西湖。一個大型Fab工廠,在半導體制造過程中每天需使用5 ~ 6噸水,接近一個百萬人口城市每天的用水量。

而隨著半導體制程不斷升級,清洗次數直線上升,由《半導體工藝流程基礎》一書中得知,最重要的清洗環節有三次,第一次是加工前對硅片的清洗,去除硅片表面雜質,保證后續操作精度;第二次是氧化加膜后的清洗,將半導體表面不必要的微粒和金屬氧化物以及有機物去除,以保證涂膠均勻度;第三次是離子注入后的清洗,主要是將表面的金屬離子去除,防止發生短路。隨著工藝不斷進步,精度不斷上升,清洗越來越不限于這三個環節,加工的每一步都會伴隨一定的清洗步驟。相應地,用水量和用水成本也會急劇增加。

由此可見,無論是從降本增效可持續發展,還是驅動先進制程發展方面,提升水資源利用率都是破局方向。目前已有不少企業將提升水資源的綜合利用率作為重心,比如英特爾的水資源管理實踐讓其每年能夠回收80%的用水,兩年回收約38億升。再比如臺積電通過多層次的水資源回收與再利用處理,實現了每滴水的使用率超過 350%。目前其所使用的水源中,85%-90%都是再生水。到2023年,臺積電預計每天回收再生的水資源將達到2萬立方米。

高頻科技超純水工藝及綠色水務,助企業循環增效可持續發展

近年來我國超純水生產日益成熟,各項關鍵技術指標獲得突破,尤其是高頻科技,致力于為半導體高端制造等行業客戶,提供領先的超純水與循環再生解決方案及裝備,經過不斷的創新突破,目前已經掌握了先進半導體制程所需的超純水全部核心工藝。高頻科技研發的超純水系統,涉及超過18項專業處理工藝環節,8次增壓提升,保證產水水質接近絕對純度,電導率無限接近18.24MΩ的理論極限值,其純度可達99.9999999999%。確保半導體工廠超純水體系化生產和回用的安全性、穩定性、連續性,為芯片生產保駕護航。

高頻科技通過超純水技術把控和工程實踐,滿足高端半導體用水需求的同時,幫助半導體企業提升超純水使用效率。高頻科技電子級水系統的循環再生系統,可以幫助半導體企業減少廢水量、減少用水量、減少能耗、減少化學品使用、減少設備使用損耗,通過保障環保指標、保障水制程回收率、保障微量元素回收利用來實現對綠色廠務水平的綜合保障。目前高頻科技水制程回收率已經可以達到75%-90%,致力于讓每一滴超純水都可以循環再利用,協助企業自身提質增效,沖刺先進制程,實現高質量可持續發展。

為了讓半導體企業水資源管理及全周期運維實現“專家數據化”,高頻科技依托公司大批自有優秀半導體水系統專家的資深經驗,創立標準化運維專家模型,為半導體工廠量身定制一體化運維服務體系,滿足客戶全周期運維需求,在協助降本增效的同時,通過數字化運維提質增效,保障業務系統的穩定運行,讓客戶省心、放心、舒心。

半導體繁復的制程決定了半導體制造工業的特殊性,水資源管理對于半導體企業的重要性日益凸顯。越來越多的企業逐漸重視超純水及循環再生系統的運行成本和智能運維水平的提升,將半導體用水管理作為降本增效的突破口。高頻科技先進超純水工藝及綠色水務,在協助企業循環增效可持續發展方面發揮了重要作用,也為企業沖刺先進制程注入更多“動能”。在全世界對半導體的需求持續增長的情況下,提高水資源綜合使用效率,持續提升經濟循環績效,不僅對半導體企業打造競爭力十分重要,對于中國半導體產業的長遠發展同樣至關重要。