Inleiding: Waarom de productie van halfgeleiders industriële gassen vereist
De mondiale halfgeleiderindustrie is een van de technologisch meest geavanceerde productiesectoren geworden en ondersteunt toepassingen variërend van consumentenelektronica en datacentra tot kunstmatige intelligentie en elektrische voertuigen. Achter elke halfgeleiderfabriek (fabriek) schuilt een complexe infrastructuur die ultra-hoog-zuivere gassen levert die essentieel zijn voor de productie van wafers.
Van deze gassen zijnstikstof, zuurstof en argonspelen een cruciale rol in meerdere halfgeleiderprocessen, waaronder waferfabricage, oxidatie, afzetting, etsen en reinigen. Om een stabiel aanbod en consistente zuiverheidsniveaus te garanderen, vertrouwen veel halfgeleiderfaciliteiten eropluchtscheidingsinstallaties (ASU) op-sitespeciaal ontworpen voor de productie van hoog-zuiver gas.
Luchtscheidingstechnologie maakt het mogelijk industriële gassen rechtstreeks uit de atmosferische lucht te halen via cryogene processen, waardoor een betrouwbare en schaalbare aanvoer van hoog{0}}zuivere gassen ontstaat die nodig zijn voor de productie van halfgeleiders.
Rol van luchtscheidingsinstallaties bij de productie van halfgeleiders
Luchtscheidingsinstallaties werken met behulp vancryogene destillatietechnologie, waar atmosferische lucht wordt gecomprimeerd, gezuiverd, afgekoeld tot extreem lage temperaturen en gescheiden in de hoofdcomponenten-voornamelijk stikstof, zuurstof en argon.
In halfgeleiderfabrieken is stikstof het meest gebruikte gas en is in grote volumes nodig voor meerdere functies, zoals:
Het zuiveren van halfgeleiderverwerkingsapparatuur
Voorkomen van oxidatie tijdens het hanteren van wafers
Het handhaven van atmosferische omstandigheden in cleanrooms
Bescherming van gevoelige elektronische materialen tijdens de productie
Stikstof met hoge-zuiverheid, geproduceerd door luchtscheidingsinstallaties, kan een zuiverheidsniveau bereiken van99,999% of hoger, waardoor het geschikt is voor geavanceerde halfgeleiderprocessen.
Bovendien worden zuurstof en argon die uit hetzelfde systeem worden gegenereerd, ook gebruikt bij de fabricage van halfgeleiders, waaronder oxidatieprocessen, plasmatoepassingen en speciale gasmengsels.
Door luchtscheidingsinstallaties-op locatie te installeren, kunnen halfgeleiderfabrikanten zorgen voor eencontinue en stabiele gastoevoer, de logistieke kosten in verband met gastransport verlagen en strikte kwaliteitscontrolenormen handhaven.
Modulaire luchtscheidingstechnologie voor halfgeleidertoepassingen
Moderne halfgeleidergasinfrastructuur maakt steeds meer gebruik vanmodulaire luchtscheidingsinstallaties, die zijn ontworpen om de projectuitvoering te vereenvoudigen en de installatie-efficiëntie te verbeteren.
In tegenstelling tot traditionele grootschalige- ASU-projecten die uitgebreide constructie- ter plaatse vereisen, worden modulaire systemen gebouwd metgeprefabriceerde componentendie in de productiefaciliteit worden geassembleerd en getest voordat ze naar de projectlocatie worden getransporteerd.
Typische modules zijn onder meer:
Cryogene koelboxsystemen
Platen-lamellenwarmtewisselaars
Destillatiekolomeenheden
Luchtzuiveringssystemen met moleculaire zeef
Besturings- en instrumentatiemodules
Dit modulaire ontwerp vermindert de complexiteit van veldinstallaties aanzienlijk en stelt halfgeleiderfabrikanten in staat gasproductiefaciliteiten veel sneller in te zetten dan conventionele fabrieksconstructies.
Bovendien kunnen modulaire luchtscheidingssystemen worden geschaald op basis van de capaciteit van de halfgeleiderfabriek, waardoor ze zeer geschikt zijn voor zowel nieuwe halfgeleiderprojecten als uitbreidingsfasen van fabrieken.
Belangrijkste voordelen van halfgeleiderluchtscheidingssystemen
Hoge gaszuiverheid
De productie van halfgeleiders vereist extreem hoge gaszuiverheidsnormen. Cryogene luchtscheidingstechnologie is in staat om te producerenultra-hoog-zuivere stikstof en zuurstof, die voldoen aan de strenge eisen van halfgeleiderfabricageomgevingen.
Stabiele en continue levering
On-luchtscheidingsinstallaties zorgen voor een continue gastoevoer, waardoor het risico op productieonderbrekingen als gevolg van externe gasleveringen tot een minimum wordt beperkt.
Lagere operationele kosten
Het ter plaatse produceren van industriële gassen- kan de transport-, opslag- en logistieke kosten aanzienlijk verlagen in vergelijking met het volledig afhankelijk zijn van geleverde vloeibare gassen.
Snelle installatie met modulair ontwerp
Dankzij de modulaire ASU-technologie kunnen veel belangrijke componenten vooraf- worden geassembleerd en getest in de fabriek, waardoor de installatietijd wordt verkort en de leveringsschema's van projecten worden verbeterd.
Energie-efficiëntie
Moderne luchtscheidingsinstallaties maken gebruik van geavanceerde cryogene warmte-uitwisselings- en energie-optimalisatietechnologieën, waardoor de algehele systeemefficiëntie wordt verbeterd en de bedrijfskosten worden verlaagd.
Vereisten voor gaszuiverheid in de halfgeleiderindustrie
Voor de fabricage van halfgeleiders zijn gassen nodig met extreem lage onzuiverheidsniveaus. Zelfs sporenverontreiniging kan een negatieve invloed hebben op de kwaliteit en opbrengst van de wafels.
Typische zuiverheidseisen zijn onder meer:
Stikstof:tot 99,999% zuiverheid voor cleanroom- en procestoepassingen
Zuurstof:hoge zuiverheid voor oxidatieprocessen
Argon:ultra-hoge zuiverheid voor plasmaprocessen en speciale gasmengsels
Om aan deze eisen te voldoen, moeten luchtscheidingsinstallaties geavanceerde zuiveringstechnologieën integreren, zoals:
Moleculaire zeef-adsorptiesystemen
Cryogene destillatiekolommen
Precisiegasbewakings- en controlesystemen
Deze technologieën zorgen ervoor dat de gassen die aan de productielijnen van halfgeleiders worden geleverd, consistent voldoen aan de strenge zuiverheidsspecificaties die vereist zijn voor de moderne chipproductie.
Toekomstige trends in de halfgeleidergasinfrastructuur
Door de snelle uitbreiding van de mondiale productiecapaciteit voor halfgeleiders wordt verwacht dat de vraag naar industriële gassen de komende jaren aanzienlijk zal groeien.
Verschillende trends bepalen de toekomst van halfgeleiderluchtscheidingssystemen:
Toegenomen vraag naar gasproductie op locatie-
Grote halfgeleiderfabrieken bouwen steeds vaker speciale luchtscheidingsinstallaties om een stabiele gasvoorziening te garanderen.
Hogere zuiverheidseisen
Geavanceerde chipproductietechnologieën stimuleren de vraag naar nog hogere gaszuiverheidsnormen.
Energie-efficiëntie en duurzaamheid
Nieuwe ASU-ontwerpen zijn gericht op het verminderen van het energieverbruik en de CO2-uitstoot.
Flexibele modulaire systemen
Modulaire luchtscheidingsinstallaties worden de voorkeursoplossing vanwege hun schaalbaarheid, snelle inzet en verminderde bouwrisico's.
Deze ontwikkelingen benadrukken het belang van geavanceerde cryogene gassystemen bij het ondersteunen van de volgende generatie halfgeleiderproductie.
Over NEWTEK – Cryogene gassystemen
NEWTEK richt zich op cryogene luchtscheiding en gassysteemtoepassingen op lage- temperatuur voor industrieel gebruik.
Het bedrijf ondersteunt cryogene zuurstof-, stikstof-, argon-, kooldioxide- en gerelateerde gassystemen via project-specifieke configuratie, apparatuurcoördinatie en technische integratie, op basis van een gedefinieerde reikwijdte en contractuele afspraken.
In plaats van op te treden als een enkele productie-entiteit, werkt NEWTEK samen met gekwalificeerde apparatuurfabrikanten en technische partners om cryogene gasprojecten te ondersteunen onder duidelijk gedefinieerde verantwoordelijkheden.
Door deze gezamenlijke aanpak kan NEWTEK flexibele technische ondersteuning bieden voor cryogene luchtscheidingsprojecten, inclusief systeemconfiguratie, apparatuurintegratie en projectcoördinatie voor industriële gastoepassingen.
Systeemconfiguratie, leveringsomvang en services op locatie- worden bepaald op basis van projectvereisten en bevestigd via een contractuele overeenkomst.
