IC工厂水的回收与回用

近年来电子行业的发展日新月异，大规模集成电路（IC）生产在国内迅速发展。这些行业给中国带来了大规模产业链的同时， 也带来了很多能源、环保方面的问题。在国内半导体产业的高耗水特性也遭到水资源匮乏及环保要求的挑战。外因是可利用水资源的不断减少， 国家及环保部门对水资源的关注越来越多。内因是用水价格不断上涨。因此IC工厂的水的回用问题受到了越来越多的关注。

在我国所建造的IC工厂，从5″到12″生产线都有，这些生产线因为所用的工艺不同， 资金状况不同， 用水的特点不同， 因此在水的回用方面面临的问题和所采用的回用方法也不一样。

典型IC工厂的用水量分析

在中国的IC工厂的生产线中， 从用水的特点上讲我们可以将生产线归 纳为两类 ， 即6″及6″以下的生产线（后面简称“6″及以下生产线”） 和8″及8″以上生产线 （ 后面简称 “8″及以上生产线”） 。这些工厂用水主要分为以下几个部分。

1.生活用水及绿化用水

2.纯水制备用水

3.冷却塔及废气洗涤塔补水

4.其他生产用水 （ 主要是动力设备补水、站房内污水盆用水）。

IC工厂中可以回收的水

1、在IC工厂中可以回收的水有如下几种：

（1）制程过程中的清洗水

1）末级清洗水： 这部分水水质非常好， 经收集， 检测各项指标达到要求后可以直接回到纯水的预处理水池。

2）前级清洗水： 这部分水水质相对来说水质较差，需经过离子交换、过滤等手段处理后回到纯水的预处理水池或是作为冷却塔洗涤塔的补充用水。

（2）纯水制备过程中可以回收的水

1）反渗透浓水： 对于水质较软的地区， 一级反渗透的浓水水质依然很好， 可以利用此部分水冲厕、补充冷却塔、浇洒绿地等。

2）多介质过滤器、离子交换树脂的反洗水经过中和过滤后可以作为冷却塔等的补水。

3）EDI设备的排水， 超滤的排水都可以回用至纯水的预处理水箱。

（3）CMP （化学机械抛光） 的废水和研磨废水经过膜过滤等方式处理后也可以作为冷却塔洗涤塔的补充水

2、在半导体工厂中， 纯水制备、纯水回用、废水处理的关系如图1所示。

（1）在IC工厂中几乎所有的可回收的水均与纯水系统发生关系。因此IC工厂的生产性质决定了纯水回收的意义重大。

（2）尤其随着半导体芯片尺寸越做越大、线宽要求越来越小， 集成度越来越高， 芯片表面的洁净度要求也不断提高。生产过程中清洗设备要求的水质几乎均为超纯水。合理的纯水回用可以提高产业的用水效率， 减少废水排放，降低原水的用水量。

（3）针对不同的项目特点要采用不同的回用节水方式，影响纯水回用的相关因素有很多， 不同的工艺设备机台、不同的纯水制备工艺的不同以及所制定的回收率等都是很关键的因素。因此对于纯水回用， 要根据项目的本身特点有针对的进行。

在制定纯水回用水方案时， 回用水的去向是首先要关注的问题。在前面用水量分析中， 可以看出纯水消耗和冷却塔等的补水是用水量最大的部位。因此纯水回用最佳目标有两个。一个是回用至纯水制备系统中； 另一个是回用至冷却塔废气处理塔等设备。目的不同， 处理的方式， 处理达到的水质也不相同。

具体方案

了解上述主要特征后， 以6″生产线和8″生产线为例，我们分析一下回用水的特点和具体方法。

1、对于6″IC生产线，工厂的特点如下：

（1）纯水耗量与大尺寸的芯片 （ 8″及以上） 相比纯水耗量 较 小 。以月产30000片的生产线为例，纯水耗量约30m³/h左右。

（2）生产线都比较陈旧， 受设备本身限制， 在机台很难实现分质排水。

针对这种情况， 一是对机台进行改造。二是着眼于收集纯水制备过程中的废水和部分属性比较单纯的酸碱废水 （不含HF）经处理后作为冷却塔系统的补充水。

（3）前一种方式的实现收到资金和技术的限制很难实现， 而后一种做法则更为切实可行。因为在 6″生产线中，相对来说有机溶剂用量较小， 冷却塔补充水水量所占比例较大， 且补充水的水质要求不高， 经简单处理后， 容易达到。

（4）因此对于6″生产线来说， 更有效， 更实际的是提高全厂的水的回用率， 通俗的说就是回收一切易于处理的废水， 来满足冷却塔等设备的补水。

（5）处理回用水的方法相对比较简单， 回用水经中和、过滤后就可以回用至冷却塔等系统中。

2、对于8″IC生产线。

（1）与6″生产线相比，8″IC生产线所用纯水量要更大，以月产30000片的生产线为例，纯水耗量约在170～200m³/h。如此大的纯水耗量对纯水回用的要求就更迫切了。

（2）对于制程过程中的纯水回收来讲， 分质回收是最重要的要求。机台分质回收的主要目的， 是将制程中所产生的高低浓度不同的清洗水分别收集分别排放。这样做可以防止高浓度TOC和其它不纯物质进入回收水系统， 从而影响水的回用。而分质收集的指标和厂内所选用的机台形式和厂内所要达到的制程回收率以及所采用的纯水制备工艺是息息相关的。

（3） 8″生产线的回收系统， 应在合理范围内让回用水尽可能回至纯水系统中。

1）直接回用： 当所回收的末级清洗水水质较好时， 可以直接回用到超纯水制备系统的预处理系统

2）经处理后回用： 当设备排水中含有有机溶剂、界面活性剂及有机碱等有害物质较多时可以采用以下流程进行处理。

（4）对于8″（及以上尺寸） 生产线的纯水回用系统必须注意以下问题：

1）分质回收的管道必须做好， 这是回收系统的前提。

2）回收水管与设备的二次配管时， 接管一定要清楚准确， 避免从源头污染。

3）机台设备的排放切换阀门的参数必须根据纯水回收系统的要求进行设置。

4）厂务需要建立有效的污染追溯方法。只有注意的以上问题， 才能够建立一个有效的回收系统。

未来工厂深圳沙井工厂

包括：

工业SLA设备32台

EOS尼龙4台

无尘喷油房

后处理中心

未来工厂东莞工厂

包括：

• 工业SLA设备100台

• EOS尼龙10台

• 金属打印机4台

• 后处理中心

未来工厂青岛工厂

包括：

• 工业SLA设备16台

• 蜡材机器10台

• 金属打印机4台

• 专用后处理中心

在大众运输普及之前，工厂需要设置于工人密集之处和工业区。故早期的工厂多设于城市之中，甚至有随着工厂建设而产生城市发展的事。工厂之间亦倾向于互相集结──很多时候一所工厂的成品或废物能成为另一所工厂的原料。

后来，运河和铁路等运输网络随着工厂的繁荣而不断扩大，工厂亦开始建于就近廉价能源、原料或市场之地。运输网络完善也是工厂选址的考量之一：曾有工厂建于四野无人但交通连接方便之地，结果成功发展并获得丰厚利润。

由于工厂一般会产生污染，很多工厂都改建于经专门规划的市郊地区，工人则于住宅区工厂之间通勤。

全球化使工厂选址更具弹性。一些发展中国家(如中国) 便成立经济特区，在区内发展工厂设施以振兴工业。外判等理念亦使在极少工业化的地区开设工厂变得更为可行。

工厂直供会在将来的发展暂时依然迷茫，虽然工厂直供会带来的异业资源整合理念非常先进，但是现在并没有一个很好的规划，市场缺乏管理。所以影响工厂直供会发展会需 要的是一个有效的管理制度，连锁经营模式。所以未来工厂直供会或将发展成全国连锁形式，有一个固定展会卖场，集合异业资源商家举行定期活动。

“工厂直供会”已经不再是开始出现时的那种单纯模式，而渐渐成为了营销方式中的一种元素，和不同的营销元素结合，就会产生不一样的形式。这样做，不仅可以给消费者更 多的新鲜感，而且正是这种微小的组合变化，才使得工厂直供会长盛不衰，也才会让商家们爱不释手。这就是为什么“工厂直供会”能成为 “新宠儿”的秘诀。

中团机构率先在国内开启这个新营销方式在浙江，浙江地区首先尝到了甜头。一时间，满城都在讨论工厂直供会的话题。这之后，家居、家电、服装等诸多领域被“工厂直供会”的活动全面覆盖。工厂直供会，俨然成了促销的代名词。

中团机构在全国发起的“建材工厂直供会”，目前在北京、湖南、湖北、重庆，四川，福建，浙江，江苏，广东，江西,新疆,山西,陕西,山东等全国各地，都在策划建材砍价活动。且场场活动都是破记录保持国内同行业第一。2012年，在长沙，武汉，等地“工厂直供会”场场千余人参加，最高单场订单史无前例的突破三千单，震惊业界！

2011年年底，整个家装建材市场形势开始大跌，中团机构就开始全程策划的“工厂直供会”作为销售术语用来进行最后的救市。这个模式的促销是抛开某些成本因素将商家的利润适当降低到广大消费者都能够接受的价码，力促中国建材市场和消费者能够取得共赢。截至2012年，工厂直供会在各行各业开始逐渐蔓延，所有的商家都标榜以“厂家出厂价格”“零利润销售”来赚取消费者的眼球。这种营销模式在物价飞涨的时代，消费者处处寻求便宜的心理下，取得了非常好的效果。在这个寒流下的市场中，“工厂直供会”成了星星之火”，给消费者们提供了消费的新方向，这不失为一种好的市场模式，对商家和业主来说都是一件皆大欢喜的事情。2100433B