گسترش تولید تراشههای هوش مصنوعی تقاضا برای فیلتراسیون هوای پیشرفته اتاق تمیز نیمههادی را افزایش میدهد
صنعت نیمههادی وارد موج جدیدی از گسترش اتاق تمیز میشود
توسعه سریع هوش مصنوعی چشمانداز تولید جهانی نیمههادی را دگرگون میکند.
با رشد تقاضا برای پردازندههای هوش مصنوعی، حافظه پیشرفته، اتصال نوری پرسرعت و تجهیزات نیمههادی نسل بعدی، تولیدکنندگان در سراسر زنجیره تأمین نیمههادی در حال گسترش ظرفیت تولید و سرمایهگذاری در زیرساختهای تولید جدید هستند.
در سپتامبر ۲۰۲۶، ASML اعلام کرد که ساخت پردیس تولیدی جدید خود با نام BIC North را در هلند آغاز کرده است. انتظار میرود این توسعه شامل فضای جدید اتاق تمیز باشد که از مونتاژ تجهیزات پیشرفته تولید نیمههادی پشتیبانی میکند.
همزمان، تولیدکنندگان نیمههادی و شرکتهای فناوری به افزایش ظرفیت تولید برای قطعاتی که از مراکز داده هوش مصنوعی و رایانش با کارایی بالا پشتیبانی میکنند، ادامه میدهند.
پشت این سرمایهگذاریهای عمده در نیمههادی، یک نیاز زیرساختی نهفته است که توجه عمومی بسیار کمتری را به خود جلب میکند:
کنترل آلودگی پیشرفته و فیلتراسیون هوای اتاق تمیز نیمههادی.
با پیچیدهتر شدن فرآیندهای تولید نیمههادی، کنترل ذرات معلق در هوا، آلایندههای مولکولی و شرایط جریان هوا برای حفظ محیطهای تولیدی پایدار حیاتی میشود.
چرا فیلتراسیون هوا در تولید نیمههادی حیاتی است
تولید نیمهرسانا در محیطهای بسیار کنترلشدهای انجام میشود که حتی آلایندههای هوابرد بسیار کوچک نیز میتوانند در فرآیندهای تولید حساس اختلال ایجاد کنند.
آلایندههای بالقوه شامل:
- ذرات ریز و فوقریز
- ذرات تولیدشده توسط فرآیند
- آلایندههای جوی بیرونی
- گازهای اسیدی و قلیایی
- ترکیبات آلی فرار (VOCs)
- آلودگی مولکولی هوا (AMC)
بنابراین، تأسیسات مدرن نیمههادی به جای یک فیلتر واحد، به سیستمهای تصفیه هوای چندمرحلهای متکی هستند.
یک سیستم تصفیه هوای معمولی اتاق تمیز ممکن است شامل موارد زیر باشد:
پیشفیلتراسیون ← فیلتراسیون با راندمان متوسط ← فیلتراسیون HEPA/ULPA ← فیلتراسیون ترمینال FFU
بسته به الزامات فرآیند، ممکن است فیلتراسیون شیمیایی نیز برای کنترل آلایندههای مولکولی معلق در هوا معرفی شود.
این امر فیلتراسیون را به بخشی جداییناپذیر از زیرساخت کنترل آلودگی نیمههادی تبدیل میکند.
فیلترهای HEPA و ULPA برای اتاقهای تمیز نیمههادی
فیلتراسیون HEPA
فیلترهای هوای ذرات با راندمان بالا (HEPA) به طور گسترده در سیستمهای HVAC اتاق تمیز، سیستمهای فیلتراسیون ترمینال و واحدهای فیلتر فندار استفاده میشوند.
آنها حذف ذرات با راندمان بالا را فراهم میکنند و در عین حال از الزامات تمیزی محیطهای تولیدی کنترلشده پشتیبانی مینمایند.
کاربردهای معمول شامل:
- · فیلتراسیون سقف اتاق تمیز
- · واحدهای فیلتر فن (FFU)
- · واحدهای تصفیه هوا (AHU)
- · محیطهای کوچک تجهیزات
- · مناطق تولید نیمههادی
- · اتاقهای تمیز تولید الکترونیک
برای فرآیندهای سختگیرانهتر، ممکن است راندمان فیلتراسیون بالاتری مورد نیاز باشد.
فیلتراسیون ULPA
فیلترهای هوای با نفوذپذیری فوقالعاده پایین (ULPA) برای کاربردهایی طراحی شدهاند که به راندمان حذف ذرات بسیار بالا نیاز دارند.
آنها معمولاً برای محیطهای حیاتی نیمههادی در نظر گرفته میشوند که در آنها غلظت ذرات معلق در هوا باید در سطوح بسیار پایین حفظ شود.
کاربردهای معمول شامل تولید پیشرفته نیمههادی، پردازش ویفر، الکترونیک دقیق و سایر محیطهای تولید فوقتمیز است.
با این حال، راندمان فیلتراسیون بهتنهایی دیگر کافی نیست.
با افزایش حجم جریان هوا در اتاق تمیز، افت فشار به ملاحظه مهم دیگری تبدیل میشود.
چرا افت فشار پایین در اتاقهای تمیز مدرن اهمیت دارد
سیستمهای HVAC و FFU اتاق تمیز به طور مداوم حجم زیادی از هوای فیلترشده را به گردش درمیآورند.
هر فیلتر در برابر جریان هوا مقاومت ایجاد میکند.
با افزایش افت فشار، فنها برای حفظ جریان هوای مورد نیاز به توان بیشتری نیاز دارند. در میان صدها یا حتی هزاران فیلتر ترمینال که به طور مداوم کار میکنند، تفاوت در مقاومت فیلتر میتواند بر مصرف انرژی کلی تأسیسات تأثیر بگذارد.
به همین دلیل است که فیلتراسیون اتاق تمیز نیمههادی مدرن به طور فزایندهای بر دستیابی همزمان به دو هدف تمرکز دارد:
راندمان فیلتراسیون بالا + مقاومت کم در برابر جریان هوا
بنابراین رسانههای فیلتر پیشرفته نقش فزایندهای ایفا میکنند.
رسانههای فیلتر نانوالیاف: پشتیبانی از راندمان بالا و مقاومت کم
فناوری فیلتراسیون نانوالیاف رویکرد دیگری برای فیلتراسیون ذرات با عملکرد بالا ارائه میدهد.
ساختار الیاف فوقالعاده ریز، لایهای فیلتراسیونی ایجاد میکند که قادر به جذب ذرات ریز بوده و در عین حال امکان طراحی ساختارهای فیلتر با مقاومت هوایی نسبتاً پایین را فراهم میآورد.
در مقایسه با راهکارهای فیلتراسیونی که عمدتاً بر ساختارهای رسانهای ضخیمتر متعارف تکیه دارند، رسانههای نانوفیبر بهدرستی طراحیشده میتوانند تعادل مطلوبی میان موارد زیر برقرار کنند:
- · راندمان بالای جذب ذرات
- · افت فشار اولیه پایین
- · عملکرد پایدار جریان هوا
- · ساختار سبک رسانه
- · فیلتراسیون انرژیکارآمد
این ویژگیها فناوری فیلتراسیون نانوفیبر را بهویژه برای کاربردهای HVAC اتاق تمیز و FFU که در آنها حجم زیادی از هوا باید بهطور مداوم فیلتر شود، مرتبط میسازد.
فیلتراسیون شیمیایی برای آلودگی مولکولی هواپخش
ذرات تنها چالش آلودگی در ساخت نیمههادی نیستند.
برخی فرآیندها نیز ممکن است تحت تأثیر آلودگی مولکولی هواپخش (AMC) قرار گیرند.
آلایندههای مولکولی رایج ممکن است شامل موارد زیر باشند:
- · گازهای اسیدی
- · گازهای قلیایی
- · ترکیبات آلی فرار
- · آلایندههای آلی
- · بخارات شیمیایی مرتبط با فرآیند
برخلاف فیلترهای HEPA و ULPA که عمدتاً آلودگی ذرهای را کنترل میکنند، فیلترهای شیمیایی از محیطهای جذب تخصصی برای حذف آلایندههای گازی خاص از جریان هوا استفاده میکنند.
به همین دلیل، تأسیسات پیشرفته نیمههادی ممکن است ترکیب کنند:
فیلتراسیون ذرهای + فیلتراسیون شیمیایی
تا یک استراتژی جامعتر برای کنترل آلودگی ایجاد کنند.
سیستمهای FFU و فیلتراسیون ترمینال اتاق تمیز
واحدهای فیلتر فندار یکی دیگر از اجزای حیاتی سیستمهای جریان هوای اتاق تمیز نیمههادی هستند.
یک FFU یک فن را با یک فیلتر با راندمان بالا یکپارچه میکند تا هوای فیلترشده را مستقیماً به محیط کنترلشده ارائه دهد.
اتاقهای تمیز بزرگ نیمههادی ممکن است شبکههای گسترده FFU را برای حفظ موارد زیر راهاندازی کنند:
- · جریان هوای مورد نیاز
- · تمیزی اتاق
- · روابط فشار
- · محدودیتهای غلظت ذرات
- · شرایط محیطی پایدار
تحقیقات اخیر در اتاق تمیز همچنین بر اهمیت هماهنگی جریان هوای AHU و FFU برای حفظ شرایط فشار مناسب اتاق تمیز تأکید کرده است.
این بدان معناست که طراحی آینده اتاق تمیز به طور فزاینده ای از اجزای منفرد فراتر رفته و به سمت بهینه سازی جریان هوا و فیلتراسیون در سطح سیستم حرکت می کند.
راهکارهای فیلتراسیون هوای NanoFiltech برای تولید نیمه هادی
همانطور که ظرفیت تولید نیمه هادی ها همچنان گسترش می یابد، سیستم های فیلتراسیون باید از الزامات روزافزون برای پاکیزگی، پایداری جریان هوا و بهره وری انرژی پشتیبانی کنند.
NanoFiltechمحصولات فیلتراسیون هوا و محیط فیلتراسیون با کارایی بالا را برای کاربردهای اتاق تمیز و HVAC صنعتی ارائه می دهد. سبد فیلتراسیون نیمه هادی و اتاق تمیز ما شامل:
طراحی شده برای فیلتراسیون ذرات با راندمان بالا در سیستمهای HVAC اتاق تمیز، سیستمهای فیلتراسیون ترمینال و سایر محیطهای کنترلشده.
فیلترهای ULPA
راهحلهای فیلتراسیون با راندمان بالا برای کاربردهایی که نیاز به کنترل بسیار سختگیرانه ذرات معلق در هوا دارند.
واحدهای فیلتر فندار (FFU)
سیستمهای یکپارچه فن و فیلتراسیون طراحیشده برای کاربردهای سقف اتاق تمیز و محیطهای تولید کنترلشده.
فیلترهای شیمیایی
راهکارهای فیلتراسیونی که برای کمک به کنترل آلایندههای گازی و آلودگی مولکولی معلق در هوا در محیطهای تولید حساس طراحی شدهاند.
نانوایرمحیط فیلتر نانوالیاف
محیط فیلتراسیون نانوالیاف با کارایی بالا که برای ترکیب بازده فیلتراسیون بالا با مقاومت کم در برابر جریان هوا توسعه یافته است.
کمکرمحیط فیلتراسیون شیمیایی
رسانههای جذب عملکردی طراحیشده برای کاربردهایی که نیاز به کنترل آلایندههای گازی و مولکولی دارند.
این فناوریها در کنار هم امکان پیکربندی سیستمهای فیلتراسیون را مطابق با سطوح مختلف تمیزی، الزامات جریان هوا و استراتژیهای کنترل آلودگی فراهم میکنند.
از بازده فیلتر تا عملکرد کلی اتاق تمیز
گسترش صنعت نیمههادی روش ارزیابی فیلتراسیون اتاق تمیز را تغییر میدهد.
انتخاب فیلتر تنها بر اساس بازده اسمی آن بهطور فزایندهای ناکافی است.
مهندسان اتاق تمیز و اپراتورهای تأسیسات باید مشخصات عملیاتی کامل را در نظر بگیرند، از جمله:
- · بازده فیلتراسیون
- · افت فشار اولیه
- · توسعه افت فشار
- · الزامات جریان هوا
- · ویژگیهای ذرات
- · خطرات آلودگی مولکولی
- · عمر مفید فیلتر
- · مصرف انرژی HVAC
- · شرایط عملیاتی اتاق تمیز
هدف صرفاً نصب یک فیلتر با راندمان بالاتر نیست.
هدف ایجاد یک سیستم فیلتراسیون است که سطح پاکیزگی مورد نیاز را حفظ کند و در عین حال از عملیات پایدار و کممصرف اتاق تمیز پشتیبانی نماید.
آمادهسازی فیلتراسیون اتاق تمیز برای نسل بعدی تولید نیمههادی
هوش مصنوعی، محاسبات پیشرفته و الکترونیک نسل بعدی سرمایهگذاری در سراسر زنجیره تأمین نیمههادی را تسریع میکنند.
با ساخت کارخانههای جدید تراشه، تأسیسات تولید تجهیزات و اتاقهای تمیز پیشرفته، فیلتراسیون هوا همچنان بخشی اساسی از کنترل آلودگی در نیمهرساناها باقی خواهد ماند.
نسل بعدی فیلتراسیون اتاق تمیز به طور فزایندهای نیازمند ترکیبی از موارد زیر خواهد بود:
راندمان بالاتر، مقاومت کمتر، رسانه فیلتر پیشرفته، کنترل AMC، مدیریت هوشمند جریان هوا، مصرف انرژی چرخه عمر کمتر
NanoFiltech به توسعه مواد فیلتراسیون پیشرفته و راهحلهای فیلتراسیون هوا برای محیطهای تولید نیمههادی، الکترونیک، داروسازی و سایر محیطهای تولید با پاکیزگی بالا ادامه میدهد.
برای پروژههای اتاق پاک نیمههادی، NanoFiltech میتواند انتخاب فیلتر را بر اساس بازدهی مورد نیاز، جریان هوا، افت فشار، پیکربندی نصب و الزامات کنترل آلودگی پشتیبانی کند.
تماسNanoFiltech برای بحث درباره راهحلهای HEPA، ULPA، FFU، فیلتراسیون شیمیایی و رسانههای فیلتر نانوفیبر برای پروژه اتاق تمیز خود.