文章名稱: 凈化技術目前的設備發展和應用趨勢
文章類屬: 凈化技術目前的設備發展和應用趨勢
文章編輯: 廣東深圳市匯龍凈化技術有限公司

凈化技術目前的設備發展和應用趨勢
潔凈技術又稱為生產環境和污染控制技術，是近二、三十年來隨著高新技術發展起來的一門綜合性的新興科學技術。潔凈技術專門研究并提供潔凈的生產工藝環境和生產過程中使用的各種高純介質，有效地控制微量雜質，以保證高科技產品的成品率和可靠性。潔凈技術通常包括：空氣凈化技術、空調技術、水純化技術、氣體純化技術、微量雜質控制技術、潔凈環境的監測技術及相關的環境質量的控制技術。凈化工程技術在電子、核子、航空航天、生物工程、制藥、精密機械、化工、食品、汽車制造等高科技工業領域及現代科學領域中得到廣泛應用。 
    對于半導體設備來講，凈化工程技術在微電子技術中起著十分重要的作用。微電子技術的核心是集成電路，而集成電路的生產對其工藝環境和工藝流程中的凈化技術和設備提出了嚴格的要求。我國“九五”期間大力發展以微電子為重點的信息產業。凈化工程技術水平在某種意義上已成為衡量一個國家和地區科學技術水平和工業水平的一個重要標志。 

    隨著我國人民生活水平提高，人們對生存環境及生活質量提出了越來越高要求，用水純化設備制備的高純水已受到人們普遍歡迎，凈化工程技術已開始進入千家萬戶，進入人們的現代生活。 

    我國的潔凈技術和設備與國外先進國家相比差距是明顯的，我國1965年才開始生產的HEPA過濾器，比國外晚了十五年。1975年開始生產的光散射塵埃粒子計數器比國外晚了二十年。0．1微米潔凈技術和設備在國際上先進國家已成為成熟技術，我國則剛剛起步。 

    世界各工業先進國家為適應超凈技術的發展，對大量使用的高效過濾器的研究從未中斷，幾年來一直在開發不同結構不同性能的新產品，美國自1979年開始研制0．1微米ULPA過濾器，1984年美國AAF公司開始生產0．1微米無隔板ULPA過濾器，目前0．1微米ULPA過濾器在美國AAF公司、FLANDERS公司和CAMBRIDGE公司已形成商品化生產。日本也已成為世界上生產0．1微米ULPA過濾器廠家最多的國家，品種繁多，產品系列化，尤其是低壓損型0．1微米ULPA過濾器的開發成功解決了初阻力大的技術難題。國際市場對高效空氣過濾器的需求量很大，且每年均有增長，目前日本每年銷售超過100萬臺，按每臺平均價格200美元計算，銷售額達2億美元。我國高效空氣過濾器市場需求量已接近每年10萬臺，占國際市場的2％~4％，但至今還沒有0．1微米ULPA過濾器生產，用于超大規模集成電路生產潔凈廠房及各種高科技領域潔凈廠房的0．1微米ULPA過濾器目前還要依賴進口。 

    在潔凈室建設規模和技術水平上，我國與先進國家差距更大。日本清水建設公司一家，1982年到1987年期間承建的潔凈室面積達71．8萬平方米，而我國目前一年承建的潔凈室總面積還不到10萬平方米，但八五期間有較大發展，1993年承建潔凈室總面積已接近15萬平方米。美國的潔凈室建設規模更大，1998年統計已達188．5萬平方米。在潔凈工程技術水平上，80年代末期，國外已大量建成0．1微米級的超凈室，1987年日本三洋新瀉工場建成十級潔凈廠房3000平方米，NIT原木則建成了四個1000平方米控制0．1微米塵埃的千級廠房，換氣次數高達300次／分。美國在臺灣的TSMCS新廠已建成第四代管道式潔凈室總面積達10000平方米。我國使用的0，1微米十級潔凈室主要依賴從國外進口。由于高潔凈級別的潔凈室造價十分昂貴，0．1微米十級潔凈室每平方米造價高達1萬美元以上。在大規模集成電路制造裝備的投資中潔凈廠房占有相當高的比例，這與集成電路工藝不斷更新，產品更新換代周期越來越快的發展趨勢不相適應，嚴重制約了大規模集成電路技術的發展。美國ASYST公司、 

    德國MW公司發展的使用隔離技術的亞微米生產微環境系統設備和技術在近幾年中得到廣泛采用。該項最新的潔凈技術在100級潔凈度的潔凈廠房中，采用工藝設備局部使用隔離技術的微環境，把投資比例壓縮到高級別的微環境，消除了操作者與工藝設備運行的二次污染源產生對集成電路成品率和可靠性的影響作用。 

    潔凈技術和裝備的國際市場十分巨大，日本到80年代末、90年代初潔凈技術和設備的銷售額已突破35億美元。美國和西歐等先進國家潔凈設備和基礎部件的銷售額已達73億美元。據中國電子專用設備工業協會統計，我國主要八家最大的凈化設備廠的銷售額1990年為8217萬元，還不足1億，1993年達到14495萬元，占國際市場銷售額的0．34％。但隨著我國高新技術的迅速發展和微電子工業、光纖工業、液晶顯示工業及光電器件工業、生物工程、醫藥工業的發展，我國潛在的巨大的潔凈技術產品市場，以每年40％~50％的增長速度在增加。

    包括特種氣體在內的工業氣體在世界上是一個新興的工業領域，隨著工業規模的擴大和科學技術水平的發展，至今工業氣體在世界上已形成了一個規模宏大的工業體系。進入到八十年代以來，隨著電子工業、石油化工等高新技術的發展，出現了電子氣及其特殊用途的高純氣和混合氣的特種氣體。目前世界工業氣體總產值占國民生產總值(GNP)的1．5％~2％、但產值增長率為國民生產總值增長率的2．5倍。1990年美國工業氣體總銷售額為48億美元，世界最大的法國液化空氣公司為38億美元，世界總銷售額為150億美元，超純氣體和特種氣體約占工業氣體銷售額的2％~4％，約為3~6億美元。與微電子、激光、光導纖維等工業發展配套的高純氣體和特種氣體共150種及15種混合氣，我國僅能生產H2、02、N2、Ar為數不多的幾種，有一部分國內能夠制備，但不夠級別，‘還需依靠進口。我國高純氣體純化設備及配套件的年銷售額1993年約為1．2億元，其中大型深冷法制取高純氣體設備占60％~70％。非低溫分離設備占國際市場銷售額的1．2％。隨著變壓吸附(PSA)技術和膜分離技術的迅速發展，我國高純氣體制取設備的市場將得到進一步擴大。

    在超純水純化處理技術和設備方面，美國處于領先地位，日本、英國和德國也在世界市場上達到一定水平和規模。反滲透器中空纖維式產品以美國DUPONT公司最著名，生產卷式反滲透器主要有美國UOP公司，日本東麗公司和美國GVLFENVIROMENT SYSTEM公司。脫鹽率一般均能達到95％以上。目的我國生產的反滲透器脫鹽率只能達到85％左右。超濾材料和超濾裝置無論是醋酸纖維素、聚嚙等，還是分管式、中空或卷式，國外都有商品化的成套超濾設備供應，如美國VAPONICS公司供應的帶有自動化學清洗的超濾裝置。我國還處于起步階段。總體來講我國純水處理技術和設備與微電子工業等一大批高新技術產業的發展需求差距還很大。1993年全國純水設備制造行業銷售額約為1億元，約占國際市場的5％。

    我國經過"六五","七五","八五"連續不斷的努力，在凈化設備和技術領域與國際先進水平的差距正在縮小。 "八五"期間蘇凈集團公司承擔國家重點科技攻關項目“O．1微米空氣凈化設備的研制”，通過“八五”科技攻關已研制成功“0．1微米無隔板ULPA過濾器”；研制成功我國空氣凈化技術的最高水平“0．1微米10級超凈室”，控溫精度達±0．2℃，濕度控制精度±4％，為發展我國硅片圖形線寬1微米的超大規模集成電路提供關鍵設備，打破了西方發達國家對我國的技術封鎖；研制成功的“0．1微米激光塵埃粒子計數器”，達到國際先進水平，使我國成為世界上能生產0．1微米激光粒子計數器為數不多的國家之一。

    在"八五"期間，凈化空調系統工程的設計采用了美國聯邦209E標準已達到國外同類產品九十年代初的設計水平，在國內遙遙領先，并在西昌衛星發射基地、秦山核電站中央控制室、北京正負離子對撞機等國家重點工程中應用。

    "九五"期間原國家計委和電子工業部下達國家重點科技攻關項目“使用隔離技術的亞微米生產微環境系統設備的研制”。跟蹤國際九十年代凈化技術和設備的先進技術，已由蘇凈集團公司通過與同濟大學、哈爾濱工業大學、南京理工大學的產學研合作，于1998年研制成功“標準機械接口SMIF系統設備”和“靈敏跟蹤STS系統設備”的樣機。使我國在高級別空氣凈化技術和設備領域進入世界先進水平。

    在超純水制造設備的研制和生產方面，蘇凈集團公司從美國PERMUTIT公司引進了“空氣沖刷型多介質過濾器設計和制造”、“防止純水污染的鋼材襯膠容器設計和制造”、“反滲透器組裝”、“氮氣保護水箱的設計和制造”、“脫氣塔的設計和制造”等五項專有技術和生產銷售許可證，經過消化吸收制造的18MΩ．Cm(25℃)超純水設備，出水水質達到美國ASTM—El級純水標準。"八五"期間承擔江蘇省火炬項目，建立了超純水系統CAD計算機輔助設計工作站和超純水測試實驗室，建成了RO反滲透機組的組裝生產線，產品水平達到國際先進水平，大大縮短了我國在該技術領域與國際上的差距。

    超純水設備在我國具有廣泛而又巨大的市場前景，出水水質達到美國ASTM—E1級純水標準可以在眾多技術中應用，目前我國生產的超純水設備和系統已在上海大眾、北京切諾基、一汽奧迪、二汽富康等眾多汽車行業中得到廣泛應用，在水處理工藝中增加超濾、殺菌和臭氧處理后，已在制藥、生物制品、化妝品行業得到廣泛應用。廣東健力寶、杭州娃哈哈等我國著名飲料品牌也均采用了我國生產的超純水設備和系統。

    "八五","九五"期間我國緊緊跟蹤國際上高純氣體制造技術和設備的發展，采用膜分離法制氮、制氫、和富氧，推出了第二代膜分離制氮裝置，每小時產氮能力200m3，組合裝置可達到1400m3／h，氮氣純度可達到99．9％以上。同時廣泛采用變壓吸附(PSA)技術制氫、制氧和制氮，采用真空變壓吸附(VPSA)技術生產純度為99．95％的氮氣和99. 5％的氧氣。 

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