2020年凈化工程未來的發展趨勢和應用

潔凈技術又稱為生產環境和污染控制技術，是近些年隨著高新技術發展起來的一門綜合性的新興科學技術。潔凈技術通常包括：空氣凈化技術、空調技術、水純化技術、氣體純化技術、微量雜志控制技術、潔凈環境的檢測技術及相關的環境的控制技術。凈化工程技術在電子、核子、航空航天、生物工程、制藥、精密機械、化工、食品、汽車制造等高科技工業領域及現代科學領域中得到廣泛應用。

隨著我國科技水平的提高，人民生活水平也大大提升。人們對生活質量及生活環境抱有越來越高的要求，如：空調凈化系統設備、水凈化設備、空氣凈化器等凈化工程技術已經開始步入千家萬戶，進入人們的現代生活。特別在電子行業發展中更能體現出科技水平的提升速度，電子逐漸微型化，質量化，完美化給我們帶來了快捷，方便，耐用的時代。凈化工程技術在某種意義上已經成為衡量國家和工業的一個重要標志。

1、發展

在過去我國的潔凈技術和設備與國外先進國家相比差距是明顯的，我國1965年才開始生產的HEPA過濾器，比國外了十五年。1975年開始生產的光散射塵埃粒子計數器比國外晚了二十年。0.1微米潔凈技術和設備在國際上先進國家已成為成熟技術，我國則剛剛起步。

在潔凈室建設規模和技術水平上，我國與先進國家差距更大。日本清水建設公司一家，1982年到1987年期間承建的潔凈室面積達71.8萬平方米，而我國目前一年承建的潔凈室總面積還不到10萬平方米，但八五期間有較大發展，1993年承建潔凈室總面積已接近15萬平方米。美國的潔凈室建設規模更大，1998年統計已達188.5萬平方米。

在潔凈工程技術水平上，80年代末期，國外已大量建成0.1微米級的超凈室，1987年日本三洋新瀉工場建成十級潔凈廠房3000平方米，NIT原木則建成了四個1000平方米控制0.1微米塵埃的千級廠房，換氣次數高達300次/分。美國在臺灣的TSMCS新廠已建成第四代管道式潔凈室總面積達10000平方米。

我國使用的0.1微米十級潔凈室主要依賴從國外進口。由于高潔凈級別的潔凈室造價十分昂貴，0.1微米十級潔凈室每平方米造價高達1萬美元以上。在大規模集成電路制造裝備的投資中潔凈廠房占有相當高的比例，這與集成電路工藝不斷更新，產品更新換代周期越來越快的發展趨勢不相適應，嚴重制約了大規模集成電路技術的發展。美國ASYST公司、德國MW公司發展的使用隔離技術的亞微米生產微環境系統設備和技術在近幾年中得到廣泛采用。該項最新的潔凈技術在100級潔凈度的潔凈廠房中，采用工藝設備局部使用隔離技術的微環境，把投資比例壓縮到高級別的微環境，消除了操作者與工藝設備運行的二次污染源產生對集成電路成品率和可靠性的影響作用。

據中國電子專用設備工業協會統計，我國主要八家最大的凈化設備廠的銷售額1990年為8217萬元，還不足1億，1993年達到14495萬元，占國際市場銷售額的0.34％。但隨著我國高新技術的迅速發展和微電子工業、光纖工業、液晶顯示工業及光電器件工業、生物工程、醫藥工業的發展，我國潛在的巨大的潔凈技術產品市場，以每年40％~50％的增長速度在增加。因此在未來，潔凈市場的蛋糕是巨大的。

2、趨勢

競爭方向轉變

由價格競爭轉變為價值競爭。隨著電子產品的集成化、密化、微型化、功能化等趨勢，對元器件的可靠性要求越來越高，電子信息制造業對潔凈室的要求標準也更加嚴格。微量的臟污或微弱的靜電都有可能造成元器件產品良品率的大幅降低，直接影響公司的效益。目前硬盤磁頭的靜電壓閾值已經下降到3V以內，部分IC的封裝環境要求達到Class10，甚至Class1的水平。電子信息行業的技術發展和高性能要求促使潔凈工程行業企業由價格競爭轉向技術競爭，只有具備技術研發、自主創新能力的企業才能滿足客戶需求而持續發展，才能設計和建造符合要求的高端的潔凈室，相關技術和服務能力的提升將成為未來市場競爭的焦點。

節能化成為潔凈工程重要目標

潔凈廠房是我國的耗能大戶之一，據不完全統計，潔凈室的能耗是一般寫字樓的10~30倍。我國的8英寸芯片廠，潔凈室單位面積能耗比美國同型工廠高15%。美國耗能1.28 kW/m2~1.63 kW/m2，而中國耗能1.48 kW/m2~1.93 kW/m2（資料來源：中國電子學會潔凈分會）。以上海某知名芯片廠為例，其全年耗電量51%是用于潔凈工程運行及相關的維護，如果將51%的能耗合理降低，對企業來說就意味著利潤的增長。因此，潔凈室下游相關行業企業越來越重視潔凈室的節能問題。這就要求潔凈工程行業的設計和施工企業，從客戶需求出發，從設計理念、建造施工、設備配備及運行等各個方面進行節能設計，只有采取全方位的節能技術，整個潔凈工程行業才能持續、良性發展。

高端潔凈技術方向發展

空氣分子污染作為IC工廠所關心的問題于20年前最先由日本人提出，近年來，世界IC技術發展迅速，IC芯片日益微型化。AMC對當前的IC生產其潛在的污染比粒子污染要廣泛多，粒子污染控制只需要確定粒徑及個數，但對AMC控制而言，除了受芯片線寬的縮小而變化外，并受工藝、工藝設備、工藝材料及傳送系統等的影響。更有甚者用于某一工序的各種工藝材料在很多情況下其微量的分子殘余對下一工序往往可能就是污染物。因此，IC生產過程中的某些加工工序及工序間的材料傳送和存放環境中，AMC已成為嚴重影響成品率的重要問題，AMC分子控制技術成為潔凈工程設計與施工建設的主流趨勢。