Giới thiệu: Tại sao sản xuất chất bán dẫn cần khí công nghiệp
Ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu đã trở thành một trong những lĩnh vực sản xuất công nghệ tiên tiến nhất, hỗ trợ các ứng dụng từ điện tử tiêu dùng và trung tâm dữ liệu đến trí tuệ nhân tạo và xe điện. Đằng sau mỗi nhà máy chế tạo chất bán dẫn (fab) là một cơ sở hạ tầng phức tạp cung cấp các loại khí có độ tinh khiết cực cao-rất cần thiết cho quá trình sản xuất tấm bán dẫn.
Trong số các khí này,nitơ, oxy và argonđóng một vai trò quan trọng trong nhiều quy trình bán dẫn bao gồm chế tạo tấm bán dẫn, quá trình oxy hóa, lắng đọng, ăn mòn và làm sạch. Để đảm bảo nguồn cung ổn định và mức độ tinh khiết nhất quán, nhiều cơ sở bán dẫn dựa vào-nhà máy tách không khí tại chỗ (ASU)được thiết kế đặc biệt để sản xuất khí có độ tinh khiết cao-.
Công nghệ tách không khí cho phép khí công nghiệp được chiết xuất trực tiếp từ không khí trong khí quyển thông qua các quá trình đông lạnh, cung cấp nguồn cung cấp khí có độ tinh khiết cao-đáng tin cậy và có thể mở rộng cần thiết cho sản xuất chất bán dẫn.
Vai trò của Nhà máy Tách khí trong Sản xuất Chất bán dẫn
Nhà máy tách khí hoạt động bằng cách sử dụngcông nghệ chưng cất đông lạnh, trong đó không khí trong khí quyển được nén, làm sạch, làm mát đến nhiệt độ cực thấp và tách thành các thành phần chính-chủ yếu là nitơ, oxy và argon.
Trong các nhà máy bán dẫn, nitơ là loại khí được sử dụng rộng rãi nhất và cần khối lượng lớn cho nhiều chức năng như:
Làm sạch thiết bị xử lý chất bán dẫn
Ngăn chặn quá trình oxy hóa trong quá trình xử lý wafer
Duy trì điều kiện không khí trong phòng sạch
Bảo vệ các vật liệu điện tử nhạy cảm trong quá trình sản xuất
Nitơ có độ tinh khiết cao-được sản xuất bởi các nhà máy tách không khí có thể đạt đến mức độ tinh khiết như99,999% trở lên, làm cho nó phù hợp với các quy trình bán dẫn tiên tiến.
Ngoài ra, oxy và argon được tạo ra từ cùng một hệ thống cũng được sử dụng trong chế tạo chất bán dẫn, bao gồm các quá trình oxy hóa, ứng dụng plasma và hỗn hợp khí đặc biệt.
Bằng cách lắp đặt-các nhà máy tách không khí tại chỗ, nhà sản xuất chất bán dẫn có thể đảm bảocung cấp khí liên tục và ổn định, giảm chi phí hậu cần liên quan đến vận chuyển khí và duy trì các tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.
Công nghệ tách không khí theo mô-đun cho các ứng dụng bán dẫn
Cơ sở hạ tầng khí bán dẫn hiện đại ngày càng sử dụng nhiềunhà máy tách không khí mô-đun, được thiết kế để đơn giản hóa việc thực hiện dự án và nâng cao hiệu quả cài đặt.
Không giống như các dự án ASU quy mô lớn{0}}truyền thống yêu cầu xây dựng-tại chỗ rộng rãi, các hệ thống mô-đun được xây dựng bằngcấu kiện đúc sẵnđược lắp ráp và thử nghiệm tại cơ sở sản xuất trước khi vận chuyển đến địa điểm thực hiện dự án.
Các mô-đun điển hình bao gồm:
Hệ thống hộp lạnh đông lạnh
bộ trao đổi nhiệt dạng tấm-
Đơn vị cột chưng cất
Hệ thống lọc không khí rây phân tử
Mô-đun điều khiển và thiết bị đo đạc
Thiết kế mô-đun này làm giảm đáng kể độ phức tạp của việc lắp đặt tại hiện trường và cho phép các nhà sản xuất chất bán dẫn triển khai các cơ sở sản xuất khí đốt nhanh hơn nhiều so với việc xây dựng nhà máy thông thường.
Hơn nữa, hệ thống tách không khí mô-đun có thể được mở rộng quy mô tùy theo công suất của nhà máy bán dẫn, khiến chúng rất phù hợp cho cả các dự án bán dẫn mới và các giai đoạn mở rộng nhà máy.
Ưu điểm chính của hệ thống tách khí bán dẫn
Độ tinh khiết khí cao
Sản xuất chất bán dẫn đòi hỏi tiêu chuẩn độ tinh khiết khí cực cao. Công nghệ tách khí đông lạnh có khả năng sản xuấtnitơ và oxy có độ tinh khiết cực cao-, đáp ứng yêu cầu khắt khe của môi trường chế tạo chất bán dẫn.
Nguồn cung ổn định và liên tục
-Các nhà máy tách không khí tại chỗ đảm bảo cung cấp khí liên tục, giảm thiểu nguy cơ gián đoạn sản xuất do việc cung cấp khí bên ngoài gây ra.
Chi phí vận hành thấp hơn
Sản xuất khí công nghiệp tại chỗ-có thể giảm đáng kể chi phí vận chuyển, lưu trữ và hậu cần so với việc chỉ dựa hoàn toàn vào khí lỏng được phân phối.
Cài đặt nhanh với thiết kế mô-đun
Công nghệ ASU mô-đun cho phép nhiều thành phần chính được-lắp ráp trước và thử nghiệm tại nhà máy, giảm thời gian cài đặt và cải thiện lịch trình phân phối dự án.
Hiệu quả năng lượng
Các nhà máy tách không khí hiện đại kết hợp các công nghệ tối ưu hóa năng lượng và trao đổi nhiệt đông lạnh tiên tiến, cải thiện hiệu suất hệ thống tổng thể và giảm chi phí vận hành.
Yêu cầu về độ tinh khiết của khí trong ngành bán dẫn
Các cơ sở chế tạo chất bán dẫn yêu cầu khí có mức tạp chất cực thấp. Ngay cả ô nhiễm dấu vết cũng có thể tác động tiêu cực đến chất lượng và năng suất của wafer.
Các yêu cầu về độ tinh khiết điển hình bao gồm:
Nitơ:Độ tinh khiết lên tới 99,999% cho các ứng dụng phòng sạch và quy trình
Ôxy:độ tinh khiết cao cho quá trình oxy hóa
Argon:độ tinh khiết cực cao-cho quy trình plasma và hỗn hợp khí đặc biệt
Để đáp ứng được những yêu cầu này, các nhà máy tách khí phải tích hợp các công nghệ lọc tiên tiến như:
Hệ thống hấp phụ rây phân tử
Cột chưng cất đông lạnh
Hệ thống giám sát và kiểm soát khí chính xác
Những công nghệ này đảm bảo rằng khí cung cấp cho dây chuyền sản xuất chất bán dẫn luôn đáp ứng các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt về độ tinh khiết mà ngành sản xuất chip hiện đại yêu cầu.
Xu hướng tương lai về cơ sở hạ tầng khí bán dẫn
Với sự mở rộng nhanh chóng của năng lực sản xuất chất bán dẫn toàn cầu, nhu cầu về khí công nghiệp dự kiến sẽ tăng đáng kể trong những năm tới.
Một số xu hướng đang định hình tương lai của hệ thống tách khí bán dẫn:
Nhu cầu về-sản xuất khí đốt tại chỗ tăng lên
Các nhà máy bán dẫn lớn đang ngày càng xây dựng các nhà máy tách khí chuyên dụng để đảm bảo nguồn cung cấp khí ổn định.
Yêu cầu độ tinh khiết cao hơn
Công nghệ sản xuất chip tiên tiến đang thúc đẩy nhu cầu về tiêu chuẩn độ tinh khiết của khí thậm chí còn cao hơn.
Hiệu quả năng lượng và bền vững
Các thiết kế ASU mới đang tập trung vào việc giảm mức tiêu thụ năng lượng và lượng khí thải carbon.
Hệ thống mô-đun linh hoạt
Các nhà máy tách khí dạng mô-đun đang trở thành giải pháp được ưa chuộng nhờ khả năng mở rộng, triển khai nhanh chóng và giảm rủi ro xây dựng.
Những phát triển này nêu bật tầm quan trọng của hệ thống khí đông lạnh tiên tiến trong việc hỗ trợ thế hệ sản xuất chất bán dẫn tiếp theo.
Giới thiệu NEWTEK – Hệ thống khí đông lạnh
NEWTEK tập trung vào các ứng dụng hệ thống khí đốt ở nhiệt độ thấp và-tách khí đông lạnh dùng trong công nghiệp.
Công ty hỗ trợ các hệ thống khí oxy, nitơ, argon, carbon dioxide và khí liên quan thông qua-cấu hình cụ thể của dự án, phối hợp thiết bị và tích hợp kỹ thuật, dựa trên phạm vi xác định và thỏa thuận hợp đồng.
Thay vì hoạt động như một đơn vị sản xuất duy nhất, NEWTEK hợp tác với các nhà sản xuất thiết bị đủ tiêu chuẩn và các đối tác kỹ thuật để hỗ trợ các dự án khí đông lạnh với trách nhiệm được xác định rõ ràng.
Thông qua phương pháp hợp tác này, NEWTEK có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật linh hoạt cho các dự án tách khí đông lạnh, bao gồm cấu hình hệ thống, tích hợp thiết bị và điều phối dự án cho các ứng dụng khí công nghiệp.
Cấu hình hệ thống, phạm vi cung cấp và-các dịch vụ tại chỗ được xác định theo yêu cầu của dự án và được xác nhận thông qua thỏa thuận hợp đồng.
