洁净室工程:集成电路产业

发布:防静电pc板 浏览:216次 发布时间:2020-3-19

洁净室主要应用领域包括电子、制药、生物工程、医疗卫生、食品、实验室和军工等行业。洁净技术已广泛应用于各行各业或其他要求防止粒子污染、微生物污染的环境控制,由于各行业间差距较大,且要求不同,因此控制环境的内容、指标均不相同。

最常见最依赖洁净室为生物制药生产洁净室,食品,化妆品,电子厂,实验室,等等对环境有要求的地方。

由于技术原因和制造工序的复杂程度高,集成电路制造是对洁净度整体要求最高的行业。集成电路由于技术的复杂程度与日俱增,对于空气洁净度的要求也越来越高,核心工艺区需保持 1-4 级的洁净度。而其他大部分行业比如食品制造,药品,医学等行业对洁净度的要求大多在5-9 级,远低于集成电路和新型显示对洁净度的要求。

2016年开始,在政策和资金的双重推动下,我国集成电路行业迎来投资的密集期。在集成电路产业基金、国家科技重大专项及地方基金等国家队的带动下,集成电路产业投资开始爆发。我国集成电路投资近年来大幅增长,已经投资和计划投资总额累计超过万亿,直接带动了洁净室工程行业的需求。随着我国集成电路产业的蓬勃发展,制造精度的进一步提高,海外集成电路产业逐步向中国转移,集成电路产业迎来了投资密集期,我国洁净工程行业随之迎来新的发展期。

洁净室工程是生产辅助性工程,是高端制造不可或缺的一部分 。洁净室工程的需求来源于准备建厂的业主,比如晶圆制造商、面板生产商等,洁净室建设完成之后再交付给业主,业主使用洁净室来进行生产活动,故洁净室工程并不单独存在,而是生产厂商的辅助性工程,但同时,也是高端制造不可或缺的一部分。

新建洁净厂房可以分为工程设计、土建施工、洁净室施工 3 个环节。洁净室工程始于业主新建厂房计划,在业主确定建厂计划后,会联系具有设计资质的设计商为工厂做整体设计方案,由于洁净室工程在厂房建设中处于重要地位,故在工程设计的过程中设计方会和业主反复沟通,确定洁净厂房的建造方案和技术标准。在工程设计确定之后,下一步就是土建施工,土建施工达到一定的阶段洁净室工程就开始了,工程设计及土建施工的意义在于为洁净室工程提供符合洁净厂房要求的建筑方案和空间。

工程流程图

洁净室工程整体周期 2 年左右,洁净室施工一般开始于 1 年以后。从签订协议开始,工程设计时间一般 3 个月左右,总体设计方案完成之后就开始土建施工,在土建施工持续 9-12 个月,厂房封顶后,洁净室施工开始,洁净室施工持续时间 9-12 个月左右,在洁净室施工完成之后,开始搬入生产设备,调试完成之后,进入试产阶段,试产阶段持续时间不等,试产成功之后慢慢提升产量,最终进入量产阶段。

洁净室工程典型项目工期图

洁净室工程是集成电路制造环节中重要的一环,直接决定了最终产品的成败。现代集成电路制造工艺已经达到 14 纳米级别,集成电路的制造过程一般为自动化软件把算法逻辑生成硬件电路开始,然后将集成电路设计版图转印到光刻板上,集成电路的基础制造材料是硅片,硅片经过各种表面处理后,与光刻板一起经过包括光刻、热处理、介质沉积、化学机械研磨等工艺最终形成集成电路芯片。如果生产过程中洁净程度达不到要求,产品良品率会受到很大影响,最终产品就会失败。

随着技术的进步,集成电路对洁净度的要求越来越高。一般而言,当微粒尺寸达到集成电路节点一半大小时就成为了破坏性微粒,对集成电路的制造产生影响。比如,14 纳米工艺中 7 纳米的微粒就会影响制造过程。随着集成电路的工艺越来越高,集成电路制造过程需要的洁净程度越来越高,对于洁净室工程的技术提出越来越高的要求。

集成电路几乎所有环节都需要洁净室内完成,且集成电路生产对洁净度 要求很高。和其他产业不同,集成电路产业链几乎所有的主要环节都需要在洁净环境中进行,从单晶硅片制造,到 IC 制造的几乎所有环节,到 IC 封装的重要步骤都需要在洁净室中完成,且对于洁净度的要求非常高。

集成电路部分工艺需要在洁净室完成

洁净室工程作为先导性的服务工程将率先受益于我国半导体产业的发展。集成电路产品比如存储芯片的成本价格、竞争实力和工艺技术息息相关,我国已开始大规模投入,在技术实力上和先进水平尚有差距,但是洁净室工程作为项目建设、投产过程中的必不可少的环节,属于生产辅助性工程,直接和投资相关,不受限于技术瓶颈,即使我国在制造工艺上尚存在差距,但是洁净室工程行业不受影响,率先获益于我国半导体产业的发展。

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