一、展會背景與超純水技術的行業地位

2025年3月26日，SEMICON China 2025（上海國際半導體展覽會）在國家會展中心（虹橋）盛大開幕。作為全球半導體產業鏈的重要展示平臺，本屆展會吸引了包括新凱來等國內外頭部企業參展，集中展示了薄膜沉積（PVD、CVD、ALD）、刻蝕（ETCH）、光學檢測等核心設備及材料。在這一技術密集型行業中，超純水處理技術作為半導體制造的“隱形基石”，成為展會內外熱議的焦點。

半導體制造對生產環境的潔凈度、工藝用水的純度要求近乎苛刻。例如，晶圓清洗、蝕刻、拋光等關鍵環節中，水中若含有微米級顆?；騪pt級（萬億分之一）的金屬離子，便可能導致芯片良率下降甚至失效。因此，超純水設備不僅是半導體工廠的“血液凈化系統”，更是決定產品性能與成本的核心要素。

 二、超純水在半導體制造中的關鍵作用

 1. 晶圓清洗與表面處理

晶圓清洗是半導體制造中重復次數最多的工藝，需在多個環節（如光刻、離子注入、化學機械拋光后）使用超純水去除表面殘留的微粒、有機物和金屬離子。例如：

- 化學機械拋光（CMP）后，超純水需徹底清除拋光漿料中的二氧化硅或氧化鈰顆粒，避免劃傷晶圓表面。

- 光刻膠去除時，超純水作為溶劑稀釋劑，確保光刻圖案的精度不受雜質干擾。


 2. 蝕刻與摻雜工藝的精準控制

在濕法蝕刻中，超純水用于稀釋氫氟酸（HF）等蝕刻液，控制反應速率和選擇性。若水中氯離子（Cl?）超標，可能引發非預期的側向蝕刻，導致電路短路。此外，離子注入后的清洗需超純水去除殘留的摻雜劑，確保電性能穩定。


 3. 化學試劑與材料的制備

半導體制造中使用的光刻膠、拋光液等化學試劑需以超純水為溶劑。例如，OLED面板生產中的有機發光材料對水分敏感，超純水的極低TOC（總有機碳）含量可避免材料降解，延長器件壽命。


 4. 設備與環境的潔凈保障

半導體生產設備的維護清洗同樣依賴超純水。例如，沉積腔室若殘留金屬污染物，會導致薄膜厚度不均。超純水的高純度可有效清除設備內部的微粒和化學殘留，保障工藝穩定性。


 三、超純水處理技術的關鍵突破與優勢

 1. 技術路徑的革新

當前主流的超純水系統采用“反滲透（RO）+電去離子（EDI）+拋光混床”三重工藝組合，出水電阻率可達18.2 MΩ·cm（25℃），電導率低于0.055 μS/cm，滿足半導體行業對水質“電子級”標準。例如：

- 反滲透膜技術可去除99%以上的溶解鹽和納米級顆粒；

- EDI技術通過電場驅動離子遷移，實現無酸堿再生的連續脫鹽；

- 拋光混床進一步吸附痕量離子，確保水質超純。


 2. 智能化與節能化升級

新一代超純水設備通過物聯網（IoT）和AI算法實現全流程自動化控制，實時監測水質參數（如TOC、顆粒數），并動態調整運行參數。

 3. 環保與可持續發展

超純水設備的廢水回收率可達75%以上，且EDI技術避免了傳統離子交換樹脂再生產生的酸堿廢液，符合半導體行業ESG（環境、社會與治理）要求。


 四、超純水技術的未來趨勢

在SEMICON China 2025現場，超純水處理技術呈現以下發展趨勢：

1. 模塊化與小型化：為適應晶圓廠擴產需求，設備廠商推出緊湊型設計，占地面積減少40%，同時支持即插即用安裝。

2. 材料創新：新型抗污染RO膜（如石墨烯復合膜）可延長使用壽命至5年以上，降低維護頻率。

3. AI驅動的預測性維護：通過機器學習分析水質數據，提前預警膜污染或樹脂失效，減少非計劃停機。


 五、挑戰與展望

盡管超純水技術已取得顯著進步，但仍面臨挑戰：

- 極限純度要求：隨著3nm以下制程普及，對超純水中金屬離子（如Na?、Fe³?）的濃度要求降至0.1 ppt以下，現有技術需進一步突破檢測與去除極限。

- 成本控制：高純度系統的初始投資與運維成本仍占晶圓廠總成本的5%~10%，推動低成本膜材料與節能技術成為研發重點。

未來，隨著半導體行業向更高集成度、更低功耗方向發展，超純水處理技術將深度融合物聯網、納米材料等前沿領域，成為支撐行業可持續發展的核心力量。

2025年上海國際半導體展覽會不僅展示了刻蝕機、沉積設備等“硬科技”，更揭示了超純水處理這一“隱形冠軍”的關鍵價值。從晶圓清洗到設備維護，從材料提純到環保合規，超純水技術貫穿半導體制造全鏈條，是行業邁向“摩爾定律”下一階段的基石。展會的技術交流與產品發布，將進一步推動超純水處理技術的創新迭代，為全球半導體產業注入新的活力。