近年来,半导体企业不断冲刺先进制程,而节省能源成先进制程关键点之一。在前不久举办的台积电技术论坛上,台积业务开发资深副总经理张晓强表示,摩尔定律的经济效益依然存在,光省下电费就足够支付所有芯片更新。换句话说,能节省多少能源,是驱动先进制程发展的关键。

实际上,除了用电,水资源节约对于半导体高质量发展同样关键。半导体生产需要大量的水资源,对许多企业而言,水资源供应是一个重要的制约因素,甚至有企业曾因水资源短缺而引发晶片危机。节省水资源,提升半导体用水(超纯水)效能,是企业可持续高质量发展的关键突破口。

提升水资源利用率,是降本增效和先进制程破局方向

半导体制程需要使用大量的超纯水来维持元件的洁净度,晶圆的清洁程度直接影响集成电路的成品率。许多半导体行业的知名企业,如台积电,一天要用掉15万吨水;再比如英特尔,一年要用掉3400万吨水,等于每年吸干2.5个西湖。一个大型Fab工厂,在半导体制造过程中每天需使用5 ~ 6吨水,接近一个百万人口城市每天的用水量。

而随着半导体制程不断升级,清洗次数直线上升,由《半导体工艺流程基础》一书中得知,最重要的清洗环节有三次,第一次是加工前对硅片的清洗,去除硅片表面杂质,保证后续操作精度;第二次是氧化加膜后的清洗,将半导体表面不必要的微粒和金属氧化物以及有机物去除,以保证涂胶均匀度;第三次是离子注入后的清洗,主要是将表面的金属离子去除,防止发生短路。随着工艺不断进步,精度不断上升,清洗越来越不限于这三个环节,加工的每一步都会伴随一定的清洗步骤。相应地,用水量和用水成本也会急剧增加。

由此可见,无论是从降本增效可持续发展,还是驱动先进制程发展方面,提升水资源利用率都是破局方向。目前已有不少企业将提升水资源的综合利用率作为重心,比如英特尔的水资源管理实践让其每年能够回收80%的用水,两年回收约38亿升。再比如台积电通过多层次的水资源回收与再利用处理,实现了每滴水的使用率超过 350%。目前其所使用的水源中,85%-90%都是再生水。到2023年,台积电预计每天回收再生的水资源将达到2万立方米。

高频科技超纯水工艺及绿色水务,助企业循环增效可持续发展

近年来我国超纯水生产日益成熟,各项关键技术指标获得突破,尤其是高频科技,致力于为半导体高端制造等行业客户,提供领先的超纯水与循环再生解决方案及装备,经过不断的创新突破,目前已经掌握了先进半导体制程所需的超纯水全部核心工艺。高频科技研发的超纯水系统,涉及超过18项专业处理工艺环节,8次增压提升,保证产水水质接近绝对纯度,电导率无限接近18.24MΩ的理论极限值,其纯度可达99.9999999999%。确保半导体工厂超纯水体系化生产和回用的安全性、稳定性、连续性,为芯片生产保驾护航。

高频科技通过超纯水技术把控和工程实践,满足高端半导体用水需求的同时,帮助半导体企业提升超纯水使用效率。高频科技电子级水系统的循环再生系统,可以帮助半导体企业减少废水量、减少用水量、减少能耗、减少化学品使用、减少设备使用损耗,通过保障环保指标、保障水制程回收率、保障微量元素回收利用来实现对绿色厂务水平的综合保障。目前高频科技水制程回收率已经可以达到75%-90%,致力于让每一滴超纯水都可以循环再利用,协助企业自身提质增效,冲刺先进制程,实现高质量可持续发展。

为了让半导体企业水资源管理及全周期运维实现“专家数据化”,高频科技依托公司大批自有优秀半导体水系统专家的资深经验,创立标准化运维专家模型,为半导体工厂量身定制一体化运维服务体系,满足客户全周期运维需求,在协助降本增效的同时,通过数字化运维提质增效,保障业务系统的稳定运行,让客户省心、放心、舒心。

半导体繁复的制程决定了半导体制造工业的特殊性,水资源管理对于半导体企业的重要性日益凸显。越来越多的企业逐渐重视超纯水及循环再生系统的运行成本和智能运维水平的提升,将半导体用水管理作为降本增效的突破口。高频科技先进超纯水工艺及绿色水务,在协助企业循环增效可持续发展方面发挥了重要作用,也为企业冲刺先进制程注入更多“动能”。在全世界对半导体的需求持续增长的情况下,提高水资源综合使用效率,持续提升经济循环绩效,不仅对半导体企业打造竞争力十分重要,对于中国半导体产业的长远发展同样至关重要。