微電子產業加速發展 促進水處理進入提質增效新階段

藝康集團納爾科團隊自主研發了針對微電子行業的膜恒清廢水回用系統性能提升方案。自投入使用以來，該方案已幫助客戶提升系統效率達到50%以上。

從1946年第一代占地170平方米的電子計算機誕生，到便攜式筆記本電腦在21世紀的廣泛應用;從智能手機剛問世時儲蓄容量最大只有8GB到現在的512GB，微電子技術的發展和應用功不可沒。如今，微電子、集成電路、半導體、芯片這些看似離我們很遙遠的技術，也早已滲透日常生活的方方面面，例如全自動洗衣機、智能電視、汽車監控系統以及無人機等。

近期，2020世界半導體大會上發布的《2020全球半導體市場發展趨勢白皮書》顯示，作為全球最大的半導體消費市場，2019年中國在全球市場中所占份額超過50%。中芯國際、芯原微電子等多家國產芯片企業陸續登陸科創板，不僅是對中國微電子行業創新發展的有力見證，也將進一步助力國內芯片企業拓展業務和提高研發能力。

同時，8月《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》的出臺，也為國內芯片產業和微電子技術的發展帶來一系列實質性利好，其作為國家高端制造重點發展的戰略新興產業，將繼續迎來加速發展。

前后端雙重需求，倒逼微電子行業提升水處理能力

作為一種微小型集成電路，微電子技術在智能終端發展浪潮的推動下，以其體積小、重量輕、可靠性高、工作速度快等特點，成為現代信息社會發展的重要基石。

微電子元器件、芯片生產制造過程中需要大量的清洗用水，而普通自來水因含有很多離子、微生物和病菌等無法達到工業生產要求，因此需要制備超純水用于研磨或化學處理等過程中清洗去除雜質，以保證元器件產品的質量和成品率。

集成電路的集成度越高、線寬越窄，對水質的要求也越高、耗水量也越大。一般生產一片12英寸晶圓的耗水量約為4~5立方米，若一家微電子廠每月生產2萬片晶圓，水耗則接近10萬立方米。

而沖洗過程也是產生大量廢水的過程，在水資源緊張以及地區性取水限額限制的情況下，越來越多的微電子廠正謀求對這部分廢水進行回用。但由于微電子行業的獨特性，生產過程中不可避免地產生了很多污染物質，如化學品、重金屬、顆粒物等，即使不進行回用，也不能不經處理直接排放。

今年以來，國家發展改革委等相關部委也正在研究推進污水資源化利用的指導意見和實施方案，各行業對污水的資源化利用可謂迫在眉睫。

無論是在前端的超純水制備，還是后端的廢水回用和處理的過程中，都離不開反滲透膜系統，它能有效幫助篩除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等雜質，因此膜裝置的性能十分重要。

而膜技術在實際運行中都會面臨一個嚴重問題就是微生物污染，這會大大降低膜系統壽命和運行效率，也會產生較為高額的維護費用。如何有效保證反滲透膜系統不受微生物侵擾，同時提高污水資源化利用，成為微電子產業面臨的共同課題。

定制全面解決方案，節水賦能推動長期可持續發展

目前，國內市場上針對微電子廠膜系統微生物污染問題的解決方案屈指可數，殺菌劑也僅有一兩種選擇，這就使得微生物較易產生耐藥性而無法有效控制膜污染。

同時，由于生產芯片、半導體的制造過程工藝復雜精密，需要針對不同環節產生的廢水對癥下藥，通過含氟廢水、酸性廢水、廢氣洗滌塔廢水以及化學機械研磨廢水回收系統的解決方案，去除重金屬和化學需氧量，有效控制微生物污染沉積，提升反滲透膜效率，以保證膜系統的穩定和可持續運行，這對于很多企業來說，也是幫助大大節省運營成本和提高水回用率的重要方式。

在此背景下，藝康集團納爾科團隊自主研發了針對微電子行業的膜恒清廢水回用系統性能提升方案。自投入使用以來，該方案已幫助客戶提升系統效率達到50%以上。

有案例顯示，電子廠在使用納爾科提供的酸性廢水回收系統后，能降低耗材更換頻率，實現節省耗材在60%左右，并減少75%的化學藥劑使用，同時降低三成人力成本。一家知名芯片制造企業在使用膜恒清方案后，其活性炭過濾器(ACF)反沖洗頻率從每30小時一次減少到平均4.8天一次，濾芯使用周期從原來2天內延長至5~7天。

而且，由于微電子行業廢水成分的復雜性，膜裝置在運行過程中也經常碰到“疑難雜癥”，因此有專業服務團隊提供的“膜解剖”服務十分重要。納爾科的服務團隊能夠幫助將污染物從膜裝置中分離出來，并通過對污染物的分析、研究來找到問題根源，提出針對性的解決方案以避免同樣問題再次出現。

對于芯片制造企業來說，除保障膜裝置的穩定運行外，推行全面的水管理模式也是其水處理過程中的重要方式，這亦是納爾科一直以來倡導的理念。

根據微電子廠每一股水的特點，納爾科的全方位解決方案可以覆蓋工廠的超純水生產、工藝冷卻水、廢氣洗滌塔、鍋爐水處理以及廢水處理等環節，處理得當可以加強系統保護和設備維護，提高工藝過程中的可靠性，進而確保工廠的正常運行。通過提高水在各個環節的使用效率和回收效率，達到節水、節能、減排的目的，同時實現經濟、環境和社會效益。

與此同時，隨著各行各業的數字化轉型駛入快車道，工業水管理領域對于數字化工具應用的需求也變得迫切，通過數字化的可視管理方式可以幫助將工業企業在水管理過程中碰到的復雜問題簡單化，通過實現對水系統的實時監測來掌握系統變化，以在需要時做出響應或糾正措施，達到事半功倍的效果。

基于綜合的全面水管理，納爾科可以最大限度地幫助企業實現水系統集成一體化，將洞察轉化為可操作的結果，提高管理效率，降低總運行成本，并減少對環境的影響。

一家半導體制造企業曾因結垢和微生物污染問題嚴重影響了廢氣洗滌塔的效率，每年需暫停廢氣洗滌塔的運行對其進行清洗達74次，在采用納爾科提供的解決方案后，有效控制了微生物污染和沉積情況，廢氣洗滌塔的停機次數更是減少至零次，每年幫助接受總運行費用超過71萬元，而且由于避免了停機時間，提高產量后每年為該企業增加效益達3000萬元。

高效可靠、以價值賦能的水資源管理方案，不僅可解企業眼前的燃眉之急，更對長期可持續發展具有深遠意義。國際水管理聯盟(The Alliance for Water Stewardship)亞太區CEO Chris Wootton提出：領先的企業應從戰略、運營、設施等全方位，推進企業水資源管理，尤其關注智能化、廢水深度處理和資源化、非常規水源尤其是再生水的使用等工作。隨著各行各業愈加注重可持續發展的理念，踐行可持續發展的戰略不僅可以幫助企業自身提質增效，同樣也可以造福環境、造福社會，從而助力企業長遠發展。(作者：曲直)