Εισαγωγή: Γιατί η κατασκευή ημιαγωγών απαιτεί βιομηχανικά αέρια
Η παγκόσμια βιομηχανία ημιαγωγών έχει γίνει ένας από τους πιο προηγμένους τεχνολογικά κλάδους παραγωγής, υποστηρίζοντας εφαρμογές που κυμαίνονται από ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης και κέντρα δεδομένων έως τεχνητή νοημοσύνη και ηλεκτρικά οχήματα. Πίσω από κάθε μονάδα κατασκευής ημιαγωγών (fab) βρίσκεται μια πολύπλοκη υποδομή που παρέχει αέρια εξαιρετικά-υψηλής-καθαρότητας απαραίτητα για την κατασκευή γκοφρετών.
Μεταξύ αυτών των αερίων,άζωτο, οξυγόνο και αργόπαίζουν κρίσιμο ρόλο σε πολλαπλές διεργασίες ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής πλακιδίων, της οξείδωσης, της εναπόθεσης, της χάραξης και του καθαρισμού. Για να εξασφαλιστεί σταθερή παροχή και σταθερά επίπεδα καθαρότητας, βασίζονται πολλές εγκαταστάσεις ημιαγωγώνon-εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα (ASU)σχεδιασμένο ειδικά για-παραγωγή αερίου υψηλής καθαρότητας.
Η τεχνολογία διαχωρισμού αέρα επιτρέπει την εξαγωγή βιομηχανικών αερίων απευθείας από τον ατμοσφαιρικό αέρα μέσω κρυογονικών διεργασιών, παρέχοντας μια αξιόπιστη και κλιμακούμενη παροχή αερίων υψηλής-καθαρότητας που απαιτούνται για την κατασκευή ημιαγωγών.
Ο ρόλος των εγκαταστάσεων διαχωρισμού αέρα στην παραγωγή ημιαγωγών
Οι εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα λειτουργούν χρησιμοποιώνταςτεχνολογία κρυογονικής απόσταξης, όπου ο ατμοσφαιρικός αέρας συμπιέζεται, καθαρίζεται, ψύχεται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και διαχωρίζεται στα κύρια συστατικά του-κυρίως άζωτο, οξυγόνο και αργό.
Στα εργοστάσια ημιαγωγών, το άζωτο είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο αέριο και απαιτείται σε μεγάλους όγκους για πολλαπλές λειτουργίες όπως:
Καθαρισμός εξοπλισμού επεξεργασίας ημιαγωγών
Πρόληψη της οξείδωσης κατά το χειρισμό της γκοφρέτας
Διατήρηση καθαρών ατμοσφαιρικών συνθηκών δωματίου
Προστασία ευαίσθητων ηλεκτρονικών υλικών κατά την κατασκευή
Το άζωτο υψηλής καθαρότητας-που παράγεται από μονάδες διαχωρισμού αέρα μπορεί να φτάσει σε επίπεδα καθαρότητας99,999% ή υψηλότερο, καθιστώντας το κατάλληλο για προηγμένες διεργασίες ημιαγωγών.
Επιπλέον, το οξυγόνο και το αργό που παράγονται από το ίδιο σύστημα χρησιμοποιούνται επίσης στην κατασκευή ημιαγωγών, συμπεριλαμβανομένων των διεργασιών οξείδωσης, των εφαρμογών πλάσματος και των ειδικών μιγμάτων αερίων.
Με την εγκατάσταση-εγκαταστάσεων διαχωρισμού αέρα στις εγκαταστάσεις, οι κατασκευαστές ημιαγωγών μπορούν να εξασφαλίσουν ασυνεχής και σταθερή παροχή αερίου, να μειώσει το κόστος εφοδιαστικής που σχετίζεται με τη μεταφορά αερίου και να διατηρήσει αυστηρά πρότυπα ποιοτικού ελέγχου.
Τεχνολογία αρθρωτού διαχωρισμού αέρα για εφαρμογές ημιαγωγών
Η σύγχρονη υποδομή φυσικού αερίου ημιαγωγών χρησιμοποιείται όλο και περισσότεροαρθρωτές εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα, τα οποία έχουν σχεδιαστεί για να απλοποιούν την εκτέλεση του έργου και να βελτιώνουν την αποδοτικότητα της εγκατάστασης.
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά έργα-μεγάλης κλίμακας ASU που απαιτούν εκτενή-κατασκευή επί τόπου, τα αρθρωτά συστήματα κατασκευάζονται μεπροκατασκευασμένα εξαρτήματαπου συναρμολογούνται και δοκιμάζονται στις εγκαταστάσεις παραγωγής πριν μεταφερθούν στο χώρο του έργου.
Οι τυπικές ενότητες περιλαμβάνουν:
Κρυογονικά συστήματα κρύου κιβωτίου
Εναλλάκτες θερμότητας πλάκας-
Μονάδες στήλης απόσταξης
Συστήματα καθαρισμού αέρα μοριακού κόσκινου
Ενότητες ελέγχου και οργάνων
Αυτός ο αρθρωτός σχεδιασμός μειώνει σημαντικά την πολυπλοκότητα της εγκατάστασης πεδίου και επιτρέπει στους κατασκευαστές ημιαγωγών να αναπτύξουν εγκαταστάσεις παραγωγής αερίου πολύ πιο γρήγορα από την κατασκευή συμβατικών εγκαταστάσεων.
Επιπλέον, τα αρθρωτά συστήματα διαχωρισμού αέρα μπορούν να κλιμακωθούν σύμφωνα με την χωρητικότητα του ημιαγωγού, καθιστώντας τα εξαιρετικά κατάλληλα τόσο για νέα έργα ημιαγωγών όσο και για φάσεις επέκτασης του ανεμιστήρα.
Βασικά πλεονεκτήματα των συστημάτων διαχωρισμού αέρα ημιαγωγών
Υψηλή καθαρότητα αερίου
Η κατασκευή ημιαγωγών απαιτεί εξαιρετικά υψηλά πρότυπα καθαρότητας αερίου. Η κρυογονική τεχνολογία διαχωρισμού αέρα είναι ικανή να παράγειάζωτο και οξυγόνο εξαιρετικά-υψηλής-καθαρότητας, ικανοποιώντας τις αυστηρές απαιτήσεις των περιβαλλόντων κατασκευής ημιαγωγών.
Σταθερή και Συνεχής Παροχή
Οι επί τόπου εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα εξασφαλίζουν συνεχή παροχή αερίου, ελαχιστοποιώντας τον κίνδυνο διακοπών παραγωγής που προκαλούνται από εξωτερικές παραδόσεις αερίου.
Χαμηλότερο λειτουργικό κόστος
Η παραγωγή βιομηχανικών αερίων στην τοποθεσία-μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος μεταφοράς, αποθήκευσης και υλικοτεχνικής υποστήριξης σε σύγκριση με την εξ ολοκλήρου εξάρτηση από παραδιδόμενα υγρά αέρια.
Γρήγορη εγκατάσταση με Modular Design
Η τεχνολογία Modular ASU επιτρέπει την προ-συναρμολόγηση και δοκιμή πολλών βασικών στοιχείων στο εργοστάσιο, μειώνοντας τον χρόνο εγκατάστασης και βελτιώνοντας τα χρονοδιαγράμματα παράδοσης έργων.
Ενεργειακή Απόδοση
Οι σύγχρονες μονάδες διαχωρισμού αέρα ενσωματώνουν προηγμένες τεχνολογίες κρυογονικής ανταλλαγής θερμότητας και βελτιστοποίησης ενέργειας, βελτιώνοντας τη συνολική απόδοση του συστήματος και μειώνοντας το λειτουργικό κόστος.
Απαιτήσεις καθαρότητας αερίου στη βιομηχανία ημιαγωγών
Οι εγκαταστάσεις κατασκευής ημιαγωγών απαιτούν αέρια με εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα ακαθαρσιών. Ακόμη και η ίχνη μόλυνσης μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την ποιότητα και την απόδοση της γκοφρέτας.
Οι τυπικές απαιτήσεις καθαρότητας περιλαμβάνουν:
Αζωτο:έως και 99,999% καθαρότητα για εφαρμογές καθαρού δωματίου και διεργασιών
Οξυγόνο:υψηλή καθαρότητα για διεργασίες οξείδωσης
Αργόν:εξαιρετικά-υψηλή καθαρότητα για διεργασίες πλάσματος και ειδικά μείγματα αερίων
Για να ικανοποιηθούν αυτές οι απαιτήσεις, οι μονάδες διαχωρισμού αέρα πρέπει να ενσωματώνουν προηγμένες τεχνολογίες καθαρισμού όπως:
Συστήματα προσρόφησης μοριακού κόσκινου
Στήλες κρυογονικής απόσταξης
Συστήματα παρακολούθησης και ελέγχου αερίου ακριβείας
Αυτές οι τεχνολογίες διασφαλίζουν ότι τα αέρια που παρέχονται στις γραμμές παραγωγής ημιαγωγών πληρούν με συνέπεια τις αυστηρές προδιαγραφές καθαρότητας που απαιτούνται από τη σύγχρονη κατασκευή τσιπ.
Μελλοντικές τάσεις στην υποδομή αερίου ημιαγωγών
Με την ταχεία επέκταση της παγκόσμιας ικανότητας παραγωγής ημιαγωγών, η ζήτηση για βιομηχανικά αέρια αναμένεται να αυξηθεί σημαντικά τα επόμενα χρόνια.
Διάφορες τάσεις διαμορφώνουν το μέλλον των συστημάτων διαχωρισμού αέρα ημιαγωγών:
Αυξημένη ζήτηση για-παραγωγή αερίου στο εργοτάξιο
Μεγάλα εργοστάσια ημιαγωγών κατασκευάζουν ολοένα και περισσότερο ειδικές εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα για να εγγυηθούν τη σταθερή παροχή αερίου.
Απαιτήσεις υψηλότερης καθαρότητας
Οι προηγμένες τεχνολογίες κατασκευής τσιπ οδηγούν τη ζήτηση για ακόμη υψηλότερα πρότυπα καθαρότητας αερίου.
Ενεργειακή απόδοση και βιωσιμότητα
Τα νέα σχέδια της ASU επικεντρώνονται στη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και των εκπομπών άνθρακα.
Ευέλικτα Αρθρωτά Συστήματα
Οι αρθρωτές μονάδες διαχωρισμού αέρα γίνονται η προτιμώμενη λύση λόγω της επεκτασιμότητας, της ταχείας ανάπτυξης και των μειωμένων κινδύνων κατασκευής.
Αυτές οι εξελίξεις υπογραμμίζουν τη σημασία των προηγμένων συστημάτων κρυογονικών αερίων για την υποστήριξη της επόμενης γενιάς της κατασκευής ημιαγωγών.
Σχετικά με τη NEWTEK – Cryogenic Gas Systems
Η NEWTEK εστιάζει στον κρυογονικό διαχωρισμό αέρα και τις εφαρμογές συστημάτων αερίου χαμηλής-θερμοκρασίας για βιομηχανική χρήση.
Η εταιρεία υποστηρίζει κρυογονικά συστήματα οξυγόνου, αζώτου, αργού, διοξειδίου του άνθρακα και συναφών αερίων μέσω της ειδικής διαμόρφωσης-του έργου, του συντονισμού του εξοπλισμού και της τεχνικής ολοκλήρωσης, βάσει καθορισμένου πεδίου εφαρμογής και συμβατικών ρυθμίσεων.
Αντί να ενεργεί ως ενιαία κατασκευαστική οντότητα, η NEWTEK εργάζεται σε συνεργασία με εξειδικευμένους κατασκευαστές εξοπλισμού και συνεργάτες μηχανικής για την υποστήριξη έργων κρυογονικού αερίου υπό σαφώς καθορισμένες αρμοδιότητες.
Μέσω αυτής της συλλογικής προσέγγισης, η NEWTEK είναι σε θέση να παρέχει ευέλικτη μηχανική υποστήριξη για έργα κρυογονικού διαχωρισμού αέρα, συμπεριλαμβανομένης της διαμόρφωσης συστήματος, της ολοκλήρωσης εξοπλισμού και του συντονισμού έργων για εφαρμογές βιομηχανικού αερίου.
Η διαμόρφωση του συστήματος, το εύρος της προμήθειας και οι{0}}επιτόπιες υπηρεσίες καθορίζονται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του έργου και επιβεβαιώνονται μέσω συμβατικής συμφωνίας.
