凈化技術(shù)設(shè)備發(fā)展和應(yīng)用趨勢
潔凈技術(shù)又稱為生產(chǎn)環(huán)境和污染控制技術(shù)，是近二、三十年來隨著高新技術(shù)發(fā)展起來的一門綜合性的新興科學(xué)技術(shù)。潔凈技術(shù)專門研究并提供潔凈的生產(chǎn)工藝環(huán)境和生產(chǎn)過程中使用的各種高純介質(zhì)，有效地控制微量雜質(zhì)，以保證高科技產(chǎn)品的成品率和可靠性。潔凈技術(shù)通常包括：空氣凈化技術(shù)、空調(diào)技術(shù)、水純化技術(shù)、氣體純化技術(shù)、微量雜質(zhì)控制技術(shù)、潔凈環(huán)境的監(jiān)測技術(shù)及相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量的控制技術(shù)。凈化工程技術(shù)在電子、核子、航空航天、生物工程、制藥、精密機械、化工、食品、汽車制造等高科技工業(yè)領(lǐng)域及現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
對于半導(dǎo)體設(shè)備來講，凈化工程技術(shù)在微電子技術(shù)中起著十分重要的作用。微電子技術(shù)的核心是集成電路，而集成電路的生產(chǎn)對其工藝環(huán)境和工藝流程中的凈化技術(shù)和設(shè)備提出了嚴(yán)格的要求。我國“九五”期間大力發(fā)展以微電子為重點的信息產(chǎn)業(yè)。凈化工程技術(shù)水平在某種意義上已成為衡量一個國家和地區(qū)科學(xué)技術(shù)水平和工業(yè)水平的一個重要標(biāo)志。
隨著我國人民生活水平提高，人們對生存環(huán)境及生活質(zhì)量提出了越來越高要求，用水純化設(shè)備制備的高純水已受到人們普遍歡迎，凈化工程技術(shù)已開始進入千家萬戶，進入人們的現(xiàn)代生活。
我國的潔凈技術(shù)和設(shè)備與國外先進國家相比差距是明顯的，我國1965年才開始生產(chǎn)的HEPA過濾器，比國外晚了十五年。1975年開始生產(chǎn)的光散射塵埃粒子計數(shù)器比國外晚了二十年。0．1微米潔凈技術(shù)和設(shè)備在國際上先進國家已成為成熟技術(shù)，我國則剛剛起步。
世界各工業(yè)先進國家為適應(yīng)超凈技術(shù)的發(fā)展，對大量使用的高效過濾器的研究從未中斷，幾年來一直在開發(fā)不同結(jié)構(gòu)不同性能的新產(chǎn)品，美國自1979年開始研制0．1微米ULPA過濾器，1984年美國AAF公司開始生產(chǎn)0．1微米無隔板ULPA過濾器，目前0．1微米ULPA過濾器在美國AAF公司、FLANDERS公司和CAMBRIDGE公司已形成商品化生產(chǎn)。日本也已成為世界上生產(chǎn)0．1微米ULPA過濾器廠家最多的國家，品種繁多，產(chǎn)品系列化，尤其是低壓損型0．1微米ULPA過濾器的開發(fā)成功解決了初阻力大的技術(shù)難題。國際市場對高效空氣過濾器的需求量很大，且每年均有增長，目前日本每年銷售超過100萬臺，按每臺平均價格200美元計算，銷售額達2億美元。我國高效空氣過濾器市場需求量已接近每年10萬臺，占國際市場的2％~4％，但至今還沒有0．1微米ULPA過濾器生產(chǎn)，用于超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)潔凈廠房及各種高科技領(lǐng)域潔凈廠房的0．1微米ULPA過濾器目前還要依賴進口。
在潔凈室建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平上，我國與先進國家差距更大。日本清水建設(shè)公司一家，1982年到1987年期間承建的潔凈室面積達71．8萬平方米，而我國目前一年承建的潔凈室總面積還不到10萬平方米，但八五期間有較大發(fā)展，1993年承建潔凈室總面積已接近15萬平方米。美國的潔凈室建設(shè)規(guī)模更大，1998年統(tǒng)計已達188．5萬平方米。在潔凈工程技術(shù)水平上，80年代末期，國外已大量建成0．1微米級的超凈室，1987年日本三洋新瀉工場建成十級潔凈廠房3000平方米，NIT原木則建成了四個1000平方米控制0．1微米塵埃的千級廠房，換氣次數(shù)高達300次／分。美國在臺灣的TSMCS新廠已建成第四代管道式潔凈室總面積達10000平方米。我國使用的0，1微米十級潔凈室主要依賴從國外進口。由于高潔凈級別的潔凈室造價十分昂貴，0．1微米十級潔凈室每平方米造價高達1萬美元以上。在大規(guī)模集成電路制造裝備的投資中潔凈廠房占有相當(dāng)高的比例，這與集成電路工藝不斷更新，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越快的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)，嚴(yán)重制約了大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展。美國ASYST公司、德國MW公司發(fā)展的使用隔離技術(shù)的亞微米生產(chǎn)微環(huán)境系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)在近幾年中得到廣泛采用。該項最新的潔凈技術(shù)在100級潔凈度的潔凈廠房中，采用工藝設(shè)備局部使用隔離技術(shù)的微環(huán)境，把投資比例壓縮到高級別的微環(huán)境，消除了操作者與工藝設(shè)備運行的二次污染源產(chǎn)生對集成電路成品率和可*性的影響作用。
潔凈技術(shù)和裝備的國際市場十分巨大，日本到80年代末、90年代初潔凈技術(shù)和設(shè)備的銷售額已突破35億美元。美國和西歐等先進國家潔凈設(shè)備和基礎(chǔ)部件的銷售額已達73億美元。據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國主要八家最大的凈化設(shè)備廠的銷售額1990年為8217萬元，還不足1億，1993年達到14495萬元，占國際市場銷售額的0．34％。但隨著我國高新技術(shù)的迅速發(fā)展和微電子工業(yè)、光纖工業(yè)、液晶顯示工業(yè)及光電器件工業(yè)、生物工程、醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，我國潛在的巨大的潔凈技術(shù)產(chǎn)品市場，以每年40％~50％的增長速度在增加。