水資源短缺與半導(dǎo)體行業(yè)。制造廠(chǎng)商如何為需求高峰做好準(zhǔn)備？
對(duì)半導(dǎo)體日益增長(zhǎng)的需求意味著制造廠(chǎng)商要尋求迅速擴(kuò)大產(chǎn)能。為匹配這種增長(zhǎng)速度，諸如廢水處理等過(guò)程需要高效、耐用和可持續(xù)性的設(shè)備。
半導(dǎo)體幾乎推動(dòng)著全世界的每個(gè)領(lǐng)域的數(shù)字化進(jìn)程。全球半導(dǎo)體需求在2021年將達(dá)到1.14萬(wàn)億個(gè)單位根據(jù)McClean 2021報(bào)告的預(yù)測(cè)。1
然而，半導(dǎo)體的供應(yīng)鏈短缺正在給從視頻游戲到汽車(chē)等行業(yè)帶來(lái)挑戰(zhàn)。這在一定程度上可能與COVID-19大流行有關(guān)，它改變了全球電子產(chǎn)品的消費(fèi)模式，但這不是唯一的因素。
Semiconductor Digest 的主編 Peter Singer 表示說(shuō)，半導(dǎo)體晶圓的短缺預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年一直持續(xù)，但行業(yè)的整體前景非常樂(lè)觀。
“各種各樣的應(yīng)用繼續(xù)推動(dòng)著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，”他說(shuō)，“農(nóng)業(yè)、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、量子計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)學(xué)都需要更多。一方面是巨大的需求，另一方面開(kāi)發(fā)人員將繼續(xù)致力于減小半導(dǎo)體的尺寸。”
認(rèn)識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的必要性
半導(dǎo)體生產(chǎn)需要消耗大量的水和能源，其中大部分都會(huì)作為污水進(jìn)行處理和排放。隨著制造商尋求更大規(guī)模的生產(chǎn)和建造新的設(shè)施以滿(mǎn)足前所未有的需求，這提醒業(yè)界高效廢水處理的重要性。
半導(dǎo)體制造涉及廣泛而復(fù)雜的漿料和化學(xué)品，需要嚴(yán)格的廢水分離、處理和回收系統(tǒng)。處理這些工業(yè)廢料的挑戰(zhàn)是廢水中含有金屬和其他有害物質(zhì)涉及執(zhí)行環(huán)境法規(guī)（如中國(guó)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)），可能產(chǎn)生重大損失。
半導(dǎo)體生產(chǎn)中涉及的化合物包括用于清潔和蝕刻感光元件的氫氟酸以及用于沖洗的氨、氟化銨、過(guò)氧化氫和鹽酸、硫酸和磷酸。清洗半導(dǎo)體晶片是這個(gè)過(guò)程中最耗水的部分，產(chǎn)生的含氟廢水需要用石灰中和。
在中國(guó)的一家新半導(dǎo)體工廠(chǎng)這是一家無(wú)錫市的合資企業(yè)，生產(chǎn)家用電器用半導(dǎo)體元件，并使用沃森馬洛流體技術(shù)集團(tuán)（Watson-Marlow Fluid Technology Group，簡(jiǎn)稱(chēng)WMFTG）的Bredel軟管泵來(lái)泵送氫氧化鈣/石灰。該泵適用于高磨蝕性溶液以4-5 bar的排放壓力在連續(xù)24/7工況中通過(guò)管道傳輸一定距離。在中國(guó)的一家新半導(dǎo)體工廠(chǎng)。
Bredel 軟管泵的優(yōu)勢(shì)
Bredel軟管泵可以干運(yùn)行和自吸，流體被泵送的過(guò)程中只接觸到軟管，這使其成為處理例如石灰漿這類(lèi)磨蝕性化學(xué)品的理想選擇。在軟管的整個(gè)使用壽命期間，即使在粘度和溫度不同的情況下，也能保證穩(wěn)定的流速。
此外，該泵的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，不會(huì)影響減速機(jī)軸承。其專(zhuān)利的直聯(lián)式設(shè)計(jì)將重型轉(zhuǎn)子軸承合并到泵的轉(zhuǎn)子里，加上一個(gè)獨(dú)立的泄露緩沖區(qū)，保護(hù)傳動(dòng)裝置免受懸垂負(fù)荷的影響，同時(shí)防止在軟管發(fā)生故障時(shí)受到泵送液體的污染。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，這些泵可以在連續(xù)工況中無(wú)故障運(yùn)行，例如在半導(dǎo)體廢水處理廠(chǎng)中，設(shè)備故障是不可接受的。
半導(dǎo)體生產(chǎn)的全球擴(kuò)張和水資源短缺對(duì)這一高耗水量行業(yè)的生產(chǎn)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，意味著關(guān)注可持續(xù)經(jīng)營(yíng)是至關(guān)重要的。高質(zhì)量的沖洗水意味著可以回收再利用，同時(shí)整個(gè)行業(yè)趨勢(shì)邁向結(jié)束廢水和工藝用水的循環(huán)。
一家領(lǐng)先的韓國(guó)制造商計(jì)劃通過(guò)將舊設(shè)施排放出的廢水導(dǎo)入先進(jìn)的綜合廢水處理設(shè)施，從其在其運(yùn)營(yíng)中回收平均每天62000立方米的水。然而美國(guó)科技公司英特爾根據(jù)其可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃將在 2030 年前實(shí)現(xiàn)水資源使用量的凈成長(zhǎng)為零。
半導(dǎo)體工業(yè)面臨的水和廢水挑戰(zhàn)很大，但有了蠕動(dòng)泵，精確的化學(xué)品計(jì)量變得越來(lái)越容易，從而節(jié)省了化學(xué)品消耗。隨著工藝規(guī)模的擴(kuò)大和水的再利用變得越來(lái)越復(fù)雜，安裝能夠優(yōu)化效率并大大減少維護(hù)和停機(jī)時(shí)間的
經(jīng)久耐用的設(shè)備變得比以往任何時(shí)候都重要。
在一個(gè)獨(dú)立的工況中，使用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行經(jīng)受高溫和振動(dòng)等全面性的測(cè)試。在-60℃下使用大量的氫氟醚（HFE）作為冷卻劑。在一個(gè)測(cè)試中心里，用于輸送冷卻劑的輸送管顯示出化學(xué)侵蝕的跡象，并且正在開(kāi)裂，更進(jìn)一步的問(wèn)題是，端口處的接頭正從設(shè)備內(nèi)部的軟管上脫落，這會(huì)導(dǎo)致泄漏和堵塞。
設(shè)備設(shè)計(jì)人員隨后安裝了Aflex Hyperline軟管來(lái)處理HFE冷卻劑。這些長(zhǎng)壽命和極為耐化學(xué)腐蝕的軟管現(xiàn)在已成為測(cè)試設(shè)備的重要組成部分，最大限度地減少了對(duì)半導(dǎo)體測(cè)試的干擾。
一份2020年的來(lái)自美國(guó)的報(bào)告半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì) 在 2019 年全球投產(chǎn)的六家半導(dǎo)體制造工廠(chǎng)中，有四家是在中國(guó)。去年，中國(guó)政府對(duì)該行業(yè)進(jìn)行了最大規(guī)模的投資，向國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金投入了大約 2040 億元人民幣（約合 226 億英鎊）。
作為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)國(guó)，中國(guó)決心在其工業(yè)戰(zhàn)略中優(yōu)先發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)，不斷提升國(guó)內(nèi)的制造能力，并在 2030 年前成為該行業(yè)所有領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。
資料來(lái)源：
1 A Complete Analysis and Forecast of the Integrated Circuit Industry，2021 年 1 月發(fā)布
編者注
沃森馬洛流體技術(shù)集團(tuán)（WMFTG）是蠕動(dòng)泵、正弦泵以及相關(guān)流體輸送技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者。我們擁有近60年的工程和工藝方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在全球范圍內(nèi)安裝了超過(guò)一百萬(wàn)臺(tái)泵，我們的泵通過(guò)了各種測(cè)試和驗(yàn)證，可以可靠地交付給客戶(hù)。
沃森馬洛流體技術(shù)集團(tuán)（WMFTG）是斯派莎克工程公司（Spirax-Sarco Engineering plc，倫敦證交所：SPX）的全資子公司。SPX在全球擁有約4,800名員工。沃森馬洛流體技術(shù)集團(tuán)旗下?lián)碛惺畟�(gè)知名品牌，每個(gè)品牌都在各自的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域擁有出色的技術(shù)和產(chǎn)品，它們共同為我們的客戶(hù)提供無(wú)與倫比的泵和流體輸送應(yīng)用的解決方案：
* Watson-Marlow蠕動(dòng)泵：用于生物制藥和流程工業(yè)的蠕動(dòng)泵
* Watson-Marlow軟管：用于泵和其他用途的多種材質(zhì)的高精度蠕動(dòng)泵軟管
* Bredel：高流量重載軟管泵
* Alitea：面向OEM客戶(hù)的獨(dú)特蠕動(dòng)泵解決方案
* Flexicon：無(wú)菌灌裝和軋蓋系統(tǒng)
* MasoSine：用于食品、化工和化妝品行業(yè)的可實(shí)現(xiàn)溫和輸送的正弦泵
* BioPure：先進(jìn)的一次性管路連接系統(tǒng)
* ASEPCO：用于生物制藥行業(yè)的無(wú)菌閥門(mén)
* FlowSmart：高純度衛(wèi)生級(jí)墊片、硅膠輸送管和增強(qiáng)型硅膠軟管
* Aflex軟管：PTFE內(nèi)襯軟管領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)家
沃森馬洛流體技術(shù)集團(tuán)是一家國(guó)際性公司，位于英國(guó)康沃爾郡（Cornwall）的法爾茅斯（Falmouth）。沃森馬洛流體技術(shù)集團(tuán)在阿根廷、澳大利亞、奧地利、比利時(shí)、巴西、智利、中國(guó)、加拿大、丹麥、法國(guó)、德國(guó)、愛(ài)爾蘭、印度、印度尼西亞、意大利、日本、韓國(guó)、馬來(lái)西亞、墨西哥、荷蘭、新西蘭、波蘭、俄羅斯、阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)、新加坡、南非、瑞典、瑞士、中國(guó)臺(tái)灣、泰國(guó)、美國(guó)和越南設(shè)有辦事處。
11:48
已群發(fā)
昨天 12:19
已群發(fā)
122
1
1
星期二 11:59
已群發(fā)
378
1
1
星期一 14:31
已群發(fā)
246
1
1
星期日 00:00
已群發(fā)
50
1
1
星期六 07:49
已群發(fā)
886
2
2
星期五 18:23
已群發(fā)
156
1
1
09月09日
已群發(fā)
109
1
2
09月08日
已群發(fā)
604
2
1
09月07日
已群發(fā)
264
1
1
