在長(zhǎng)三角、珠三角以及福建、江西等地區(qū),能源半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群正以前所未有的速度崛起,這一趨勢(shì)直接帶動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室對(duì)超純水設(shè)備需求的急劇攀升。近期,一項(xiàng)針對(duì)江蘇、浙江、江西、福建四省實(shí)驗(yàn)室及半導(dǎo)體企業(yè)的調(diào)研揭示,產(chǎn)水量在60-280L/H區(qū)間的超純水設(shè)備已成為市場(chǎng)上的主流選擇。然而,這些設(shè)備能否達(dá)到先進(jìn)制程對(duì)水質(zhì)的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn),正成為業(yè)界普遍關(guān)注的議題。
在能源半導(dǎo)體的制造過(guò)程中,超純水扮演著舉足輕重的角色,它是清洗晶圓、蝕刻、光刻膠剝離等關(guān)鍵環(huán)節(jié)不可或缺的耗材。以7nm及以下的高精度制程為例,超純水需滿足一系列嚴(yán)苛指標(biāo),包括電阻率不低于18.2MΩ·cm、總有機(jī)碳(TOC)含量不超過(guò)0.5ppb,以及顆粒物(粒徑大于0.22μm)數(shù)量每升不超過(guò)50個(gè),這些要求遠(yuǎn)超傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室用水的標(biāo)準(zhǔn)。
“過(guò)去,60L/H產(chǎn)水量的設(shè)備足以滿足小規(guī)模研發(fā)的需求。但隨著第三代半導(dǎo)體材料,如碳化硅、氮化鎵的廣泛應(yīng)用,清洗環(huán)節(jié)的用水量激增了3至5倍。”福建某半導(dǎo)體材料實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人透露。與此同時(shí),江西某光伏企業(yè)也表示,其TOPCon電池生產(chǎn)線對(duì)超純水的需求量高達(dá)200L/H以上,且要求設(shè)備能夠24小時(shí)不間斷穩(wěn)定供水。
為應(yīng)對(duì)這一需求升級(jí),國(guó)內(nèi)超純水設(shè)備制造商正加快技術(shù)創(chuàng)新步伐。以浙江某企業(yè)推出的280L/H超純水系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)采用了“雙級(jí)反滲透+EDI電去離子+終端拋光”的先進(jìn)工藝,并配備了PLC智能控制系統(tǒng),能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)并自動(dòng)調(diào)節(jié),確保產(chǎn)水電阻率穩(wěn)定在18.25MΩ·cm以上,TOC含量不超過(guò)1ppb,足以滿足90%以上的能源半導(dǎo)體應(yīng)用場(chǎng)景需求。
模塊化設(shè)計(jì)正成為超純水設(shè)備行業(yè)的新潮流。江蘇某廠商推出的60L/H設(shè)備,通過(guò)疊加超濾、紫外殺菌等模塊,可靈活擴(kuò)展至120L/H,且占地面積不足1平方米,非常適合實(shí)驗(yàn)室空間有限的環(huán)境。福建某采購(gòu)平臺(tái)負(fù)責(zé)人指出:“智能化運(yùn)維功能,如濾芯壽命預(yù)警、遠(yuǎn)程故障診斷等,正成為企業(yè)選購(gòu)超純水設(shè)備時(shí)的重要考量因素。”
從市場(chǎng)格局來(lái)看,2024年江浙閩贛四省實(shí)驗(yàn)室超純水設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模已突破12億元,其中國(guó)產(chǎn)設(shè)備占比超過(guò)65%。藍(lán)曉科技、瀚高中聯(lián)等企業(yè)憑借性價(jià)比優(yōu)勢(shì),在中低端市場(chǎng)占據(jù)了一席之地。然而,在高端領(lǐng)域,如18.2MΩ·cm以上電阻率、ppt級(jí)TOC控制的超純水設(shè)備,仍主要依賴?yán)跆锕I(yè)、奧加諾等進(jìn)口品牌。
“國(guó)產(chǎn)設(shè)備在穩(wěn)定性和耗材壽命方面與進(jìn)口產(chǎn)品相比仍有一定差距,但這一差距正在逐步縮小。”江西某半導(dǎo)體研究院的專家表示。隨著《中國(guó)制造2025》對(duì)關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化的推動(dòng),預(yù)計(jì)到2026年,國(guó)產(chǎn)高端超純水設(shè)備的市場(chǎng)份額將提升至40%。
面對(duì)“雙碳”目標(biāo)的挑戰(zhàn),低能耗、零排放的超純水設(shè)備正成為行業(yè)的新寵。浙江某企業(yè)推出的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)超純水系統(tǒng),能耗較傳統(tǒng)設(shè)備降低了40%,已獲得多家光伏企業(yè)的青睞。針對(duì)鈣鈦礦電池、量子點(diǎn)顯示等新興領(lǐng)域,定制化開(kāi)發(fā)超純水設(shè)備正成為廠商競(jìng)爭(zhēng)的新賽道。
業(yè)內(nèi)人士指出,當(dāng)前60-280L/H產(chǎn)水量的設(shè)備能夠覆蓋能源半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)80%以上的需求。但隨著4nm、2nm等更先進(jìn)制程的推進(jìn),未來(lái)對(duì)500L/H以上超大流量設(shè)備的需求可能會(huì)逐漸顯現(xiàn)。如何平衡產(chǎn)能、水質(zhì)與成本,將成為設(shè)備制造商與終端用戶共同面臨的挑戰(zhàn)。