BBIN BBIN宝盈集团助力半导体行业发展超纯水工艺成为“芯”关键

　　前不久，美国总统拜登签署了《2022芯片与科学法案》，不仅加大投入试图提升美国的芯片技术研发和制造能力，同时还设置“中国护栏”条款，试图逼迫芯片企业选边站队，限制企业在中国芯片产业的发展。

　　事实上，中国芯片产业被卡脖子由来已久，原料、技术、供应链等方方面面深受外国掣肘，甚至是我们最常见的水。

　　普通人可能无法想象，每生产一块芯片都需要消耗大量的水资源。一块2g重的芯片，大概需要耗水32kg；一张12寸的硅片，需要耗水8吨……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，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。

　　超纯水是指电阻率达到18 MΩ*cm(25℃)的水。这种水中除了水分子外，几乎没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二噁英等有机物，也没有人体所需的矿物质微量元素，也就是几乎去除氧和氢以外所有原子的水。

　　这样的超纯水几乎不导电，不会影响电子产品的性能，同时水中几乎不含金属离子，不会对复杂芯片表面造成划痕或者不可逆的影响。

　　在芯片生产中，超纯水主要用于清洗硅片，少量用于配制药剂、硅片氧化的蒸汽源、某些设备的冷却水和电镀溶液，与集成电路产品的质量与产量密切相关。比如说水中的碱金属会使绝缘膜耐压不良，重金属会降低PN结的耐压力，III族元素会使N型半导体特性恶化，V族素会使P型半导体特性恶化；细菌高温炭化水中的磷会使P型硅片局部变为N型硅片，导致器件性能下降；水中的颗粒，包括细菌和有机物，如果附着在硅片表面，会导致短路或性能恶化。

　　可以说，没有超纯水就没有半导体行业。然而，就是这看似很普通的“水”，却也面临被“卡脖子”的风险。

　　虽然中国加大在半导体行业的投入，逐渐开始突围，但水资源供应和关键工艺材料仍然存在被制约的重要风险。

　　中国拥有世界20%的人口，但仅拥有全球7%的水资源。水资源分布也不均匀，中国大部分半导体产业在中国北方，而北方仅拥有全国五分之一的水资源。2017年的一项关于半导体行业用水研究发现，中国在生产过程中所需电力的用水方面都比其他主要生产国(日本、韩国、台湾和美国)使用的水更多，中国半导体用水量甚至是美国的三倍。

　　同时，半导体超纯水的制备涉及到几十项专业工艺环节，但是其中关键技术材料和产品目前仍然不能实现100%的本土化，部分不可或缺的关键材料或产品不得不依靠进口。

　　高频科技相关负责人指出，半导体制程犹如一只“水老虎”，无论是光刻熏蒸，曝光显影，高温扩散还是湿法刻蚀，都需要消耗大量的超纯水。水的纯度不够，会因极细小的颗粒残留降低良品率；尤其迈入高阶制程后，对水的纯度要求更高。

　　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。

　　据了解，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。