作為與半導體產業息息相關的超純水領域科技企業,高頻科技受邀出席,展出多項超純水領域先進技術與創新產品,分享打造半導體工廠綠色水系統的觀點和措施,助推半導體產業進一步發展壯大。

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。

資源利用率亟待提升

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。

以臺積電為例,其新竹、中部、南部三個廠區每日用水量分別為5.7萬噸、5.4萬噸和8.2萬噸。盡管臺積電已實現86%的廢水回收利用率,平均每升水可重復利用3-4次,但仍然消耗巨大。2020年臺積電消耗了約7000萬噸水,2021年中國臺灣大旱,不得不通過抽取地下水、休耕停灌大量農田等措施保障臺積電用水。

這些水大部分是用于對晶圓的清洗。半導體制造過程中要用水反復清洗芯片基底,蝕刻圖案,拋光層和沖洗組件,這是保證良品率的重要一點,一旦沒處理好甚至可能讓整個工廠停擺。

而越是先進的制程,能源消耗越高。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。

我國半導體產業近年來發展迅速,但資源利用率仍不高。2017年一項關于半導體行業用水的研究發現,中國在漂洗過程和生產所需電力的用水方面都比其他主要生產國(日本、韓國、臺灣和美國)使用的水更多。與美國相比,中國用水量是美國的三倍。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。

高頻科技超純工藝協助半導體企業降本增效

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。

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,協助半導體企業降本增效。高頻科技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。

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。

依托大批自有優秀半導體水系統專家的資深經驗,高頻科技創立標準化運維服務專家模型,為半導體廠務量身定制一體化專家運維服務體系,滿足客戶全周期運維需求,規范管理、降本增效。此體系將逐步實現專家數據化,通過數字化運維讓客戶感到更加省事和舒心。

同時,高頻科技從覆蓋半導體企業用水生命周期整體流程統籌規劃,可協助半導體企業打造環境友好、低本高效、操作便利、維護簡單、可擴充性、理念創新的綠色廠務。

打造“綠色廠務”是高頻科技一直以來的關注重點,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,這一方面是企業環境責任和社會責任的外部驅動,另一方面也是制造端參與市場競爭中對于提質增效的內部驅動。

對此高頻科技早有布局,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,助力半導體企業客戶取得更大的行業領先。