一、展会背景与超纯水技术的行业地位
2025年3月26日，SEMICON China 2025（上海国际半导体展览会）在国家会展中心（虹桥）盛大开幕。作为全球半导体产业链的重要展示平台，本届展会吸引了包括新凯来等国内外头部企业参展，集中展示了薄膜沉积（PVD、CVD、ALD）、刻蚀（ETCH）、光学检测等核心设备及材料。在这一技术密集型行业中，超纯水处理技术作为半导体制造的“隐形基石”，成为展会内外热议的焦点。
半导体制造对生产环境的洁净度、工艺用水的纯度要求近乎苛刻。例如，晶圆清洗、蚀刻、抛光等关键环节中，水中若含有微米级颗粒或ppt级（万亿分之一）的金属离子，便可能导致芯片良率下降甚至失效。因此，超纯水设备不仅是半导体工厂的“血液净化系统”，更是决定产品性能与成本的核心要素。
二、超纯水在半导体制造中的关键作用
1. 晶圆清洗与表面处理
晶圆清洗是半导体制造中重复次数最多的工艺，需在多个环节（如光刻、离子注入、化学机械抛光后）使用超纯水去除表面残留的微粒、有机物和金属离子。例如：
- 化学机械抛光（CMP）后，超纯水需彻底清除抛光浆料中的二氧化硅或氧化铈颗粒，避免划伤晶圆表面。
- 光刻胶去除时，超纯水作为溶剂稀释剂，确保光刻图案的精度不受杂质干扰。
2. 蚀刻与掺杂工艺的精准控制
在湿法蚀刻中，超纯水用于稀释氢氟酸（HF）等蚀刻液，控制反应速率和选择性。若水中氯离子（Cl⁻）超标，可能引发非预期的侧向蚀刻，导致电路短路。此外，离子注入后的清洗需超纯水去除残留的掺杂剂，确保电性能稳定。
3. 化学试剂与材料的制备
半导体制造中使用的光刻胶、抛光液等化学试剂需以超纯水为溶剂。例如，OLED面板生产中的有机发光材料对水分敏感，超纯水的极低TOC（总有机碳）含量可避免材料降解，延长器件寿命。
4. 设备与环境的洁净保障
半导体生产设备的维护清洗同样依赖超纯水。例如，沉积腔室若残留金属污染物，会导致薄膜厚度不均。超纯水的高纯度可有效清除设备内部的微粒和化学残留，保障工艺稳定性。
三、超纯水处理技术的关键突破与优势
1. 技术路径的革新
当前主流的超纯水系统采用“反渗透（RO）+电去离子（EDI）+抛光混床”三重工艺组合，出水电阻率可达18.2 MΩ·cm（25℃），电导率低于0.055 μS/cm，满足半导体行业对水质“电子级”标准。例如：
- 反渗透膜技术可去除99%以上的溶解盐和纳米级颗粒；
- EDI技术通过电场驱动离子迁移，实现无酸碱再生的连续脱盐；
- 抛光混床进一步吸附痕量离子，确保水质超纯。
2. 智能化与节能化升级
新一代超纯水设备通过物联网（IoT）和AI算法实现全流程自动化控制，实时监测水质参数（如TOC、颗粒数），并动态调整运行参数。
3. 环保与可持续发展
超纯水设备的废水回收率可达75%以上，且EDI技术避免了传统离子交换树脂再生产生的酸碱废液，符合半导体行业ESG（环境、社会与治理）要求。
四、超纯水技术的未来趋势
在SEMICON China 2025现场，超纯水处理技术呈现以下发展趋势：
1. 模块化与小型化：为适应晶圆厂扩产需求，设备厂商推出紧凑型设计，占地面积减少40%，同时支持即插即用安装。
2. 材料创新：新型抗污染RO膜（如石墨烯复合膜）可延长使用寿命至5年以上，降低维护频率。
3. AI驱动的预测性维护：通过机器学习分析水质数据，提前预警膜污染或树脂失效，减少非计划停机。
五、挑战与展望
尽管超纯水技术已取得显著进步，但仍面临挑战：
- 极限纯度要求：随着3nm以下制程普及，对超纯水中金属离子（如Na⁺、Fe³⁺）的浓度要求降至0.1 ppt以下，现有技术需进一步突破检测与去除极限。
- 成本控制：高纯度系统的初始投资与运维成本仍占晶圆厂总成本的5%~10%，推动低成本膜材料与节能技术成为研发重点。
未来，随着半导体行业向更高集成度、更低功耗方向发展，超纯水处理技术将深度融合物联网、纳米材料等前沿领域，成为支撑行业可持续发展的核心力量。
2025年上海国际半导体展览会不仅展示了刻蚀机、沉积设备等“硬科技”，更揭示了超纯水处理这一“隐形冠军”的关键价值。从晶圆清洗到设备维护，从材料提纯到环保合规，超纯水技术贯穿半导体制造全链条，是行业迈向“摩尔定律”下一阶段的基石。展会的技术交流与产品发布，将进一步推动超纯水处理技术的创新迭代，为全球半导体产业注入新的活力。
