10000亿市场下，顶级超纯水水质，为顶级半导体化学品量产助力

据WSTS数据显示，2021年全球半导体销售额达到5559亿美元，同比增长26.2%； 中国的销售额为1925亿美元，同比增长27.1%，占全球份额的34.6%，稳坐世界第一半导体市场。

更值得一提的是，2021年中国集成电路销售额首次突破万亿元，同比增长18.2%，达到惊人的10458.3亿元。

从上面这些数据不难看出，全球半导体行业（特别是中国）正处在一个爆发性增长阶段。这也意味着， 氢氟酸等半导体化学品原材料的需求将会越来越大。

电子级氢氟酸主要应用于半导体制造过程的清洗和刻蚀等工序， 它的纯度和洁净度对集成电路的 良 品率、电性能及可靠性都有着十分重要的影响。

电子级氢氟酸可被分为EL、UP、UP-S、UP-SS、UP-SSS等级别。其中UP-SSS级别（相当于SEMI G5质量标准）的氢氟酸纯度最高，是12寸晶圆及更高规格的电子半导体产品制造环节必须用到的关键材料。

此处科普一下，SEMI标准是由国际半导体设备与材料协会推出的质量标准（见下表），其目的是为了规范世界超净高纯试剂的标准。SEMI将电子级氢氟酸划分为SEMI G1、SEMI G2、SEMI G3、SEMI G4和SEMI G5等标准，值得关注的是， G5 标准 要求 最严， 金属杂质 要求 ≤0.01ppb，即≤10ppt，而影响着该因素命脉的重要来源之一是其配套的超纯水品质。

图源/灼识咨询

目前，开展电子级氢氟酸专业化研究生产的国家并不是很多，其关键技术长时间垄断在美、德、日等发达国家的跨国企业集团手中。也正因如此， 电子级氢氟酸生产技术成为了制约世界多国半导体行业发展的   “卡脖子”问题之一。 比如，日本就曾在2019年宣布对韩国出口的高纯度氟化氢进行管制，以此阻碍韩国半导体行业的发展。

图源/网络：45nm芯片图像

电子级氢氟酸是壁垒，但也是机遇。 “十三五”期间，我国电子级氢氟酸生产技术得到了长足发展，特别是2020年，中国某知名化工企业抓住日韩贸易战机会，将大量国产电子级氢氟酸出口韩国，为国内氢氟酸产品走向世界敲开了大门。

近日国产氢氟酸再传佳绩，某知名化学品工厂生产的氢氟酸已成功应用到世界知名大厂“三星半导体”，并顺利导入“华虹科技”、“中芯国际”等国内大厂的湿式刻蚀工序。 作为该工厂超纯水设备的供应商，中电环境也深深地体会到了参与高端半导体产业链国产化的自豪感和使命感。

虽然近几年来我国电子级氢氟酸生产技术取得了重大突破，但要想反超美日德，仍还有很长的路要走。 一方面，要“紧盯”高品质电子级氢氟酸制备的关键技术不撒手；而另一方面， 则 要“吃透”生产电子级氢氟酸的配套技术，由成熟迈向先进。

一般来说，生产电子级氢氟酸的配套技术主要包括分析控制与产品检测、超纯水技术、包装技术以及环境控制。

而在这5种技术中，超纯水是保障其良品率的关键。 超纯水 既 用于电子级氢氟酸的生产，又用于包装容器的超净清洗，其纯度的高低直接决定着电子级氢氟酸产品质量。

虽然当下超纯水的生产工艺已经相当成熟，但为了满足市场客户对超纯水品质日益增长的要求，相关企业仍需在技术工艺创新上下足功夫。

比如，在上述由中电环境作为超纯水设备供应商参与的项目中， 客户对超纯水的品质提出了高要求 、 严标准 ——金属离子量 ≤ 0.5ppt， B≤1ppt， 远超SEMI标准 （详见下表）。毫无疑问，这样的要求与标准对整个超纯水行业来说都是个不小的挑战。

为了满足客户的用水要求， 中电环境选择了创新与突破，挑战性地使用改进型 混床+除硼专用树脂组合工艺。

图源/中电环境：项目工艺流程图

图源/中电环境：现场实拍

其令人振奋的产水品质，得到了客户的满意认可——

系统B元素从进水70ppb降低至1ppt以下；金属离子（以最易泄露的钠和镁为例），钠离子从进水57.8ppm，降低至产水的0.2ppt，镁离子从进水的51ppm降低至产水的0.1ppt。

数据来源：项目利用Agilent ICP-MS 8900实测

tips:1ppm=1000ppb，1ppb=1000ppt

敢于挑战行业之最、攻克行业之难，是中电环境一直奉行的信条。在该项目中， 中电环境凭借坚实的技术基础、丰富的电子行业水处理经验，实现了自身的突破。

“我们有更大的信心和决心为高端半导体制备助力！”随着中电环境等一众创新型企业的自我突破， 制约国内半导体发展的   “卡脖子”技术 将 渐渐消失，长期高度依赖进口的局面 将 逐步瓦解 。 虽然当下与国外仍存一些差距，但在不久的将来，必然实现齐头并进、引领世界！