前不久,美国总统拜登签署了《2022芯片与科学法案》,不仅加大投入试图提升美国的芯片技术研发和制造能力,同时还设置“中国护栏”条款,试图逼迫芯片企业选边站队,限制企业在中国芯片产业的发展。

事实上,中国芯片产业被卡脖子由来已久,原料、技术、供应链等方方面面深受外国掣肘,甚至是我们最常见的水。

普通人可能无法想象,每生产一块芯片都需要消耗大量的水资源。一块2g重的芯片,大概需要耗水32kg;一张12寸的硅片,需要耗水8吨……许多半导体行业的知名企业,如台积电,一天要用掉15万吨水,英特尔,一年要用掉3400万吨水,等于每年吸干2.5个西湖。一个大型Fab工厂,在半导体制造过程中每天需使用5～6吨水,接近一个百万人口城市每天的用水量。

当然,这里的水指的并不是我们日常生活中的自来水,而是“超纯水”。

超纯水是指电阻率达到18 MΩ*cm(25℃)的水。这种水中除了水分子外,几乎没有什么杂质,更没有细菌、病毒、含氯二噁英等有机物,也没有人体所需的矿物质微量元素,也就是几乎去除氧和氢以外所有原子的水。

这样的超纯水几乎不导电,不会影响电子产品的性能,同时水中几乎不含金属离子,不会对复杂芯片表面造成划痕或者不可逆的影响。

在芯片生产中,超纯水主要用于清洗硅片,少量用于配制药剂、硅片氧化的蒸汽源、某些设备的冷却水和电镀溶液,与集成电路产品的质量与产量密切相关。比如说水中的碱金属会使绝缘膜耐压不良,重金属会降低PN结的耐压力,III族元素会使N型半导体特性恶化,V族素会使P型半导体特性恶化;细菌高温炭化水中的磷会使P型硅片局部变为N型硅片,导致器件性能下降;水中的颗粒,包括细菌和有机物,如果附着在硅片表面,会导致短路或性能恶化。

可以说,没有超纯水就没有半导体行业。然而,就是这看似很普通的“水”,却也面临被“卡脖子”的风险。

虽然中国加大在半导体行业的投入,逐渐开始突围,但水资源供应和关键工艺材料仍然存在被制约的重要风险。

中国拥有世界20%的人口,但仅拥有全球7%的水资源。水资源分布也不均匀,中国大部分半导体产业在中国北方,而北方仅拥有全国五分之一的水资源。2017年的一项关于半导体行业用水研究发现,中国在生产过程中所需电力的用水方面都比其他主要生产国(日本、韩国和美国)使用的水更多,中国半导体用水量甚至是美国的三倍。

同时,半导体超纯水的制备涉及到几十项专业工艺环节,但是其中关键技术材料和产品目前仍然不能实现100%的本土化,部分不可或缺的关键材料或产品不得不依靠进口。

高频科技相关负责人指出,半导体制程犹如一只“水老虎”,无论是光刻熏蒸,曝光显影,高温扩散还是湿法刻蚀,都需要消耗大量的超纯水。水的纯度不够,会因极细小的颗粒残留降低良品率;尤其迈入高阶制程后,对水的纯度要求更高。

近年来我国超纯水生产日益成熟,各项关键技术指标获得突破,尤其是高频科技,致力于为半导体高端制造等行业客户,提供领先的超纯水与循环再生解决方案及装备。

据了解,高频科技研发的超纯水系统,涉及超过18项专业处理工艺环节,8次增压提升,保证产水水质接近绝对纯度,电导率无限接近18.24MΩ的理论极限值,其纯度可达99.9999999999%,确保半导体工厂超纯水体系化生产和回用的安全性、稳定性、连续性,为芯片生产保驾护航。

免责声明：市场有风险，选择需谨慎！此文仅供参考，不作买卖依据。

责任编辑：kj005