近年來,“降本增效”成為半導體行業關鍵詞之一。半導體是技術密集型產業,工藝制程高度復雜精確,且能源消耗高,生產一顆芯片大約需要3000多道復雜的工序,每一道工序都需要大量能源,工廠全天24小時、全年365天運轉,整體能耗龐大,產業運維成本高昂。隨著半導體行業開始進入“后摩爾定律時代”,資源利用率已經成為制約半導體產業發展的核心競爭力之一。
半導體吸收27%工業用水,水效率亟待提升
我國半導體產業近年來發展迅速,但資源利用率仍不高。半導體的制造過程中需要消耗掉大量的水源,尤其是半導體制程需要使用超純水,而制作超純水的過程需使用幾倍的自來水,用水量相當驚人,與美國相比,用水量是美國的三倍。事實上,中國半導體行業吸收了27%的工業用水。
我國擁有世界 20% 的人口,但僅擁有全球 7% 的水資源,是一個人均水資源相對貧乏的國家,工廠的節水效能和用水效率亟待提升,綠色水工廠的打造也刻不容緩。
半導體制程越先進,能源消耗越高
半導體制程越先進,對超純水的消耗也就越大。在90nm工藝節點制程下,只需要90次左右的清洗步驟就可以達到較好的良率。但是在下一代65nm工藝節點時,清洗步驟增加到140步左右。到22nm/20n節點,清洗步驟增加到210次左右。進入到5nm先進制程,清洗的次數要求則更高。
事實上,眾多頭部半導體企業已經意識到提升資源利用率的重要性。在臺積電最新公布的“臺積公司110年永續報告書”中提到,2021年臺積電持續推動“提升系統產水率、廠務系統排水減量、增加廠務廢水回收、降低系統排水損失”四大節水措施,積極尋求節水機會點,以達最大節流效益,在2021年節水248萬噸。
高頻科技領先超純工藝助半導體企業降本增效
目前,高頻科技目前已經完全掌握了先進半導體制程需要使用的超純水生產的全部核心工藝,特別是在PPB級別的TOC,溶解氧去除,以及PPT級別的硼、硅等特殊物質的去除方面有自己的成熟經驗,通過技術把控和工程實踐,從工藝層面幫助半導體企業提升超純水使用效率。
作為半導體產業鏈上極為重要的一環,高頻科技也積極探索,基于多年的半導體水系統經驗積累,植入綠色工廠理念,為客戶提供領先的超純水與循環再生解決方案及裝備,助力半導體企業提升水資源利用率。
基于提質增效和環境責任的內外部雙重驅動,越來越多的半導體客戶也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。因此,高頻科技未來還將在結合人工智能、大數據和云計算基礎上的智慧廠務工廠建設中提供整體解決方案,也將在工廠運維方面提供除傳統方式外的更多選項,助力半導體企業取得更大的行業領先。
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