Sự mở rộng sản xuất chip AI thúc đẩy nhu cầu về lọc không khí phòng sạch bán dẫn tiên tiến
Ngành công nghiệp bán dẫn đang bước vào làn sóng mở rộng phòng sạch mới
Sự phát triển nhanh chóng của trí tuệ nhân tạo đang định hình lại bối cảnh sản xuất chất bán dẫn toàn cầu.
Khi nhu cầu về bộ xử lý AI, bộ nhớ tiên tiến, kết nối quang tốc độ cao và thiết bị bán dẫn thế hệ mới tăng lên, các nhà sản xuất trong toàn chuỗi cung ứng bán dẫn đang mở rộng năng lực sản xuất và đầu tư vào cơ sở hạ tầng sản xuất mới.
Vào tháng 9 năm 2026, ASML đã công bố khởi công xây dựng khu sản xuất BIC North mới tại Hà Lan. Việc mở rộng này dự kiến sẽ bao gồm không gian phòng sạch mới hỗ trợ lắp ráp các thiết bị sản xuất chất bán dẫn tiên tiến.
Đồng thời, các nhà sản xuất chất bán dẫn và công ty công nghệ tiếp tục tăng năng lực sản xuất các linh kiện hỗ trợ trung tâm dữ liệu AI và điện toán hiệu năng cao.
Đằng sau những khoản đầu tư lớn vào chất bán dẫn này là một yêu cầu về cơ sở hạ tầng ít được công chúng chú ý hơn nhiều:
kiểm soát ô nhiễm tiên tiến và lọc không khí phòng sạch bán dẫn.
Khi quy trình sản xuất chất bán dẫn ngày càng trở nên tinh vi, việc kiểm soát các hạt trong không khí, chất gây ô nhiễm phân tử và điều kiện luồng khí trở nên quan trọng để duy trì môi trường sản xuất ổn định.
Tại sao lọc không khí lại quan trọng trong sản xuất chất bán dẫn
Sản xuất chất bán dẫn diễn ra trong môi trường được kiểm soát chặt chẽ, nơi ngay cả các chất ô nhiễm trong không khí cực nhỏ cũng có thể can thiệp vào các quy trình sản xuất nhạy cảm.
Các chất ô nhiễm tiềm ẩn bao gồm:
- l Các hạt mịn và siêu mịn
- l Các hạt do quy trình tạo ra
- l Các chất ô nhiễm khí quyển ngoài trời
- l Khí axit và kiềm
- l Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs)
- l Ô nhiễm phân tử trong không khí (AMC)
Do đó, các cơ sở bán dẫn hiện đại dựa vào hệ thống lọc không khí nhiều tầng thay vì một bộ lọc duy nhất.
Một hệ thống xử lý không khí phòng sạch điển hình có thể tích hợp:
Lọc sơ bộ → Lọc hiệu suất trung bình → Lọc HEPA/ULPA → Lọc đầu cuối FFU
Tùy thuộc vào yêu cầu quy trình, lọc hóa học cũng có thể được đưa vào để kiểm soát các chất gây ô nhiễm phân tử trong không khí.
Điều này khiến lọc trở thành một phần không thể thiếu trong cơ sở hạ tầng kiểm soát ô nhiễm chất bán dẫn.
Bộ lọc HEPA và ULPA cho phòng sạch bán dẫn
Lọc HEPA
Bộ lọc HEPA (High Efficiency Particulate Air) được sử dụng rộng rãi trong hệ thống HVAC phòng sạch, hệ thống lọc đầu cuối và Bộ lọc quạt (Fan Filter Units).
Chúng cung cấp khả năng loại bỏ hạt hiệu suất cao đồng thời hỗ trợ các yêu cầu về độ sạch của môi trường sản xuất được kiểm soát.
Các ứng dụng điển hình bao gồm:
- · Lọc trần phòng sạch
- · Bộ lọc quạt (FFU)
- · Bộ xử lý không khí (AHU)
- · Môi trường vi mô cho thiết bị
- · Khu vực sản xuất chất bán dẫn
- · Phòng sạch sản xuất điện tử
Đối với các quy trình khắt khe hơn, có thể cần hiệu suất lọc cao hơn.
Lọc ULPA
Bộ lọc không khí siêu thấp (ULPA) được thiết kế cho các ứng dụng yêu cầu hiệu suất loại bỏ hạt cực cao.
Chúng thường được xem xét cho các môi trường bán dẫn quan trọng, nơi nồng độ hạt trong không khí phải được duy trì ở mức đặc biệt thấp.
Các ứng dụng điển hình bao gồm sản xuất chất bán dẫn tiên tiến, xử lý wafer, điện tử chính xác và các môi trường sản xuất siêu sạch khác.
Tuy nhiên, chỉ hiệu suất lọc thôi không còn đủ.
Khi lưu lượng khí trong phòng sạch tăng lên, độ giảm áp trở thành một yếu tố quan trọng khác.
Tại sao độ giảm áp suất thấp lại quan trọng trong phòng sạch hiện đại
Hệ thống HVAC và FFU trong phòng sạch liên tục tuần hoàn một lượng lớn không khí đã được lọc.
Mỗi bộ lọc đều tạo ra lực cản đối với dòng khí.
Khi độ giảm áp suất tăng, quạt cần thêm năng lượng để duy trì lưu lượng khí yêu cầu. Trên hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn bộ lọc đầu cuối hoạt động liên tục, sự khác biệt về lực cản của bộ lọc có thể ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng tổng thể của cơ sở.
Đây là lý do tại sao việc lọc trong phòng sạch bán dẫn hiện đại ngày càng tập trung vào việc đạt được hai mục tiêu cùng lúc:
Hiệu suất lọc cao + Lực cản dòng khí thấp
Do đó, vật liệu lọc tiên tiến ngày càng đóng vai trò quan trọng.
Vật liệu lọc sợi nano: Hỗ trợ hiệu suất cao và lực cản thấp
Công nghệ lọc sợi nano mang đến một cách tiếp cận khác để lọc hạt hiệu suất cao.
Cấu trúc sợi siêu mịn tạo ra một lớp lọc có khả năng bắt giữ các hạt mịn trong khi vẫn cho phép thiết kế cấu trúc bộ lọc để có trở lực luồng khí tương đối thấp.
So với các giải pháp lọc dựa chủ yếu vào cấu trúc môi trường thông thường dày hơn, môi trường sợi nano được thiết kế phù hợp có thể mang lại sự cân bằng có lợi giữa:
- · Hiệu suất bắt giữ hạt cao
- · Độ giảm áp ban đầu thấp
- · Hiệu suất luồng khí ổn định
- · Kết cấu môi trường nhẹ
- · Lọc tiết kiệm năng lượng
Những đặc điểm này khiến công nghệ lọc sợi nano đặc biệt phù hợp với các ứng dụng HVAC phòng sạch và FFU, nơi một lượng lớn không khí phải được lọc liên tục.
Lọc hóa học đối với ô nhiễm phân tử trong không khí
Các hạt không phải là thách thức ô nhiễm duy nhất trong sản xuất chất bán dẫn.
Một số quy trình nhất định cũng có thể bị ảnh hưởng bởi Ô nhiễm Phân tử trong Không khí (AMC).
Các chất gây ô nhiễm phân tử phổ biến có thể bao gồm:
- · Khí axit
- · Khí kiềm
- · Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
- · Chất gây ô nhiễm hữu cơ
- · Hơi hóa chất liên quan đến quá trình
Không giống như bộ lọc HEPA và ULPA, vốn chủ yếu kiểm soát ô nhiễm dạng hạt, bộ lọc hóa học sử dụng môi trường hấp phụ chuyên dụng để loại bỏ các chất gây ô nhiễm dạng khí cụ thể khỏi dòng không khí.
Vì lý do này, các cơ sở bán dẫn tiên tiến có thể kết hợp:
Lọc hạt + Lọc hóa học
để tạo ra một chiến lược kiểm soát ô nhiễm toàn diện hơn.
Hệ thống FFU và Lọc phòng sạch đầu cuối
Bộ lọc quạt (Fan Filter Unit) là một thành phần quan trọng khác của hệ thống luồng khí phòng sạch bán dẫn.
FFU tích hợp một quạt với bộ lọc hiệu suất cao để cung cấp không khí đã lọc trực tiếp vào môi trường được kiểm soát.
Các phòng sạch bán dẫn lớn có thể vận hành mạng lưới FFU rộng khắp để duy trì:
- · Luồng khí yêu cầu
- · Độ sạch của phòng
- · Mối quan hệ áp suất
- · Giới hạn nồng độ hạt
- · Điều kiện môi trường ổn định
Nghiên cứu phòng sạch gần đây cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phối hợp luồng khí AHU và FFU để duy trì điều kiện áp suất phòng sạch phù hợp.
Điều này có nghĩa là thiết kế phòng sạch trong tương lai ngày càng vượt ra khỏi các thành phần riêng lẻ để hướng tới tối ưu hóa luồng khí và lọc ở cấp độ hệ thống.
Giải pháp Lọc Không khí NanoFiltech cho Sản xuất Chất bán dẫn
Khi năng lực sản xuất chất bán dẫn tiếp tục mở rộng, các hệ thống lọc phải đáp ứng các yêu cầu ngày càng khắt khe về độ sạch, độ ổn định luồng khí và hiệu quả năng lượng.
NanoFiltech cung cấp các sản phẩm lọc không khí và vật liệu lọc hiệu suất cao cho các ứng dụng HVAC công nghiệp và phòng sạch. Danh mục sản phẩm lọc cho chất bán dẫn và phòng sạch của chúng tôi bao gồm:
Được thiết kế cho lọc hạt hiệu suất cao trong hệ thống HVAC phòng sạch, hệ thống lọc đầu cuối và các môi trường được kiểm soát khác.
Bộ lọc ULPA
Giải pháp lọc hiệu suất cao cho các ứng dụng yêu cầu kiểm soát hạt trong không khí cực kỳ nghiêm ngặt.
Bộ lọc quạt (FFU)
Hệ thống quạt và lọc tích hợp được thiết kế cho các ứng dụng trần phòng sạch và môi trường sản xuất được kiểm soát.
Bộ lọc hóa học
Các giải pháp lọc được thiết kế để giúp kiểm soát các chất ô nhiễm dạng khí và ô nhiễm phân tử trong không khí trong môi trường sản xuất nhạy cảm.
NANOAIRVật liệu lọc sợi nano
Vật liệu lọc sợi nano hiệu suất cao được phát triển để kết hợp hiệu quả lọc cao với trở lực luồng khí thấp.
CHEMCAREVật liệu lọc hóa học
Phương tiện hấp phụ chức năng được thiết kế cho các ứng dụng yêu cầu kiểm soát chất gây ô nhiễm dạng khí và phân tử.
Cùng với nhau, các công nghệ này cho phép cấu hình hệ thống lọc theo các mức độ sạch khác nhau, yêu cầu về luồng khí và chiến lược kiểm soát ô nhiễm.
Từ Hiệu suất Bộ lọc đến Hiệu suất Tổng thể của Phòng sạch
Sự mở rộng của ngành công nghiệp bán dẫn đang thay đổi cách đánh giá hệ thống lọc phòng sạch.
Việc chỉ chọn bộ lọc theo hiệu suất danh định ngày càng trở nên không đủ.
Các kỹ sư phòng sạch và nhà vận hành cơ sở nên xem xét toàn bộ hồ sơ vận hành, bao gồm:
- · Hiệu suất lọc
- · Độ giảm áp ban đầu
- · Diễn biến độ giảm áp
- · Yêu cầu về luồng khí
- · Đặc tính hạt
- · Rủi ro nhiễm phân tử
- · Tuổi thọ bộ lọc
- · Tiêu thụ năng lượng HVAC
- · Điều kiện vận hành phòng sạch
Mục tiêu không chỉ đơn thuần là lắp đặt một bộ lọc hiệu suất cao hơn.
Mục tiêu là tạo ra một hệ thống lọc duy trì mức độ sạch cần thiết đồng thời hỗ trợ vận hành phòng sạch ổn định và tiết kiệm năng lượng.
Chuẩn bị Lọc Phòng Sạch cho Thế Hệ Sản Xuất Bán Dẫn Tiếp Theo
AI, điện toán tiên tiến và điện tử thế hệ tiếp theo đang thúc đẩy đầu tư trên toàn chuỗi cung ứng bán dẫn.
Khi các nhà máy chế tạo mới, cơ sở sản xuất thiết bị và phòng sạch tiên tiến được xây dựng, lọc không khí sẽ vẫn là một phần cơ bản của kiểm soát ô nhiễm trong sản xuất chất bán dẫn.
Thế hệ tiếp theo của lọc phòng sạch sẽ ngày càng yêu cầu sự kết hợp của:
Hiệu suất cao hơnĐiện trở thấp hơnVật liệu lọc tiên tiếnKiểm soát AMCQuản lý luồng khí thông minhTiêu thụ năng lượng vòng đời thấp hơn
NanoFiltech tiếp tục phát triển các vật liệu lọc tiên tiến và giải pháp lọc không khí cho môi trường sản xuất có độ sạch cao như bán dẫn, điện tử, dược phẩm và các ngành khác.
Đối với các dự án phòng sạch bán dẫn, NanoFiltech có thể hỗ trợ lựa chọn bộ lọc theo hiệu suất yêu cầu, lưu lượng khí, độ giảm áp, cấu hình lắp đặt và yêu cầu kiểm soát ô nhiễm.
Liên hệ NanoFiltech để thảo luận về các giải pháp HEPA, ULPA, FFU, lọc hóa chất và môi trường lọc sợi nano cho dự án phòng sạch của bạn.