微电子与半导体空气过滤方案 | 依燃®

行业概览

半导体洁净 — 纳米级工艺的微米级守护

半导体制造工艺已进入3nm及以下节点，一粒0.1μm的颗粒即可造成晶圆缺陷。同时，气态分子污染物(AMC)中ppb级的NH₃、SO₂、VOCs即可引起光刻胶T-topping、晶圆雾化等致命缺陷。

🖥️

3nm

最先进制程节点

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ITRS

国际半导体技术标准

🔬

0.0035

粒子数/ft³ (ISO 3)

💨

60%+

EC电机能效

核心痛点

半导体洁净环境的四大挑战

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AMC气态分子污染物

半导体工艺对气态分子污染物的敏感度已达到分子级别。NH₃(氨气)、SO₂(二氧化硫)、H₂S(硫化氢)、VOCs(挥发性有机物)等气体分子可在晶圆表面与光刻胶发生化学反应，导致T-topping、晶圆雾化、栅氧化层退化。ITRS标准要求NH₃≤0.2ppbv、SO₂≤0.05ppbv、总VOCs≤0.26ppbv，这对化学过滤器的穿透容量和选择性提出了极高要求。

🎯

超纯环境ISO 3-4级

光刻、刻蚀等核心工艺区要求ISO 3-4级(Class 1-10)，即在每立方英尺空气中，≥0.1μm的粒子数分别不超过35粒和352粒。这意味着在数万立方米的超净间中，需要数千台FFU(风机过滤单元)24/7/365运行，任何一台ULPA过滤器的性能下降或泄漏都可能导致整条产线的良率损失。

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振动与静电控制

光刻机的对准精度达到亚纳米级，洁净室FFU风机产生的微弱振动都可能影响曝光精度。同时，半导体生产过程中的静电放电(ESD)可瞬间击穿纳米级栅氧化层。过滤器及FFU的静电防护设计(ESD-safe)和低振动设计已成为先进制程的硬性要求。

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能耗与运维成本

半导体洁净室的FFU数量通常达数千台，是工厂的主要能耗来源之一（占洁净室总能耗40-55%）。EC(电子换向)电机替代AC电机的节能改造、ULPA过滤器低阻化设计以降低全压降、延长化学过滤器更换周期以降低运维成本，是半导体工厂持续关注的三大降本方向。

分级过滤方案

四级净化 + AMC控制 — 颗粒与分子双重防线

依燃®半导体洁净方案整合颗粒过滤(预-中-高效-ULPA)与分子过滤(新风电/循环风AMC控制)，通过FFU实现末端均匀送风。

1

初级预过滤 — 粗效拦截

拦截≥5μm颗粒 · 保护中效过滤器

RLR G3 卷绕式 PAR G4 板式

半导体洁净室MAU(新风空调箱)中，RLR系列自动卷绕式过滤器实现连续更新滤料，无需频繁停机更换，尤其适合大气尘浓度较高的新建厂区和工业区。滤料宽度1-2m，卷长20-30m，自动控制器根据压差或时间设定自动走布。

2

中效过滤 + AMC化学过滤

颗粒过滤F7 → 分子污染物去除

EFL F7 袋式中效 CGD 化学AMC控制 HSB 混合介质

在MAU中，经预过滤后的空气进入EFL F7袋式中效过滤器，随后通过CGD系列化学过滤段。CGD针对不同AMC类型配置专用介质：酸性气体(SO₂/H₂S/NOx)采用化学浸渍活性炭或活性氧化铝，碱性气体(NH₃/胺类)采用酸浸渍介质，VOCs采用高碘值活性炭+CAC。HSB系列混合床设计可同时去除酸性和碱性污染物，简化系统配置。

3

亚高效预过滤

保护FFU终端 · 延长ULPA寿命

VCP F9 密褶亚高效

在洁净室回风夹道或MAU送风段增设VCP密褶F9亚高效过滤器，作为FFU终端ULPA的前置保护。VCP F9初阻力仅85Pa，高褶密度设计在有限空间内提供极大的过滤面积和容尘量。此级可将≥0.5μm颗粒去除90%以上，使FFU ULPA的容尘负荷降低约60-70%，寿命延长2-3倍。

4

FFU终端 — ULPA超高效

ISO 3-4级 · 均匀送风 · 低振动低噪音

ULP U15 ≥99.9995% ULP U16 ≥99.99995% FF系列 FFU

FF系列FFU风机过滤单元集成了ULP系列ULPA超高效过滤器与EC无刷直流风机。标准2×4英尺(1220×610mm)，风量1100-2200m³/h可调（PWM或0-10V信号），EC电机效率达60%+，整机功耗100-370W，运行噪音48-55dBA。ULP U16用于ISO 3级(3nm/5nm制程光刻区)，PTFE超高效膜介质，初阻力145Pa。每台FFU出厂前经EN 1822逐台扫描和风速均匀性测试。可选ESD-safe导电外壳配置以消除静电积累。

产品规格

半导体洁净推荐产品参数

产品系列	型号示例	效率等级	标准尺寸 (mm)	额定风量 (m³/h)	初阻力 (Pa)	适用等级	滤料/电机
RLR 卷绕式初效	RLR-2000-G3	G3 / ISO Coarse 75%	2000（宽）×卷长20m	—	40	—	合成纤维卷材
EFL 袋式中效	EFL-592-F7	F7 / ISO ePM1 60%	592×592×381	2850	110	—	合成纤维
CGD AMC化学过滤器	CGD-592-H2S	H₂S穿透容量≥12wt%	592×592×96	2000	80	—	化学浸渍介质
HSB 混合床化学过滤	HSB-592-Hybrid	酸碱双效≥90%	592×592×96	1800	95	—	酸+碱浸渍混合介质
VCP 密褶亚高效	VCP-592-F9	F9 / ISO ePM1 85%	592×592×292-4V	3400	85	—	超细玻璃纤维
ULP U15 ULPA	ULP-1220-U15	U15 ≥99.9995%	1220×610×78	1800	135	ISO 4-5	超细玻纤/PTFE
ULP U16 ULPA	ULP-1220-U16	U16 ≥99.99995%	1220×610×78	1500	155	ISO 3-4	PTFE超高效膜
FF FFU风机过滤	FF-U16-2×4-EC	U16 ULPA + EC360W	1220×610×370	1100-2200	370Pa TSP	ISO 3-5	EC无刷电机

系统流程

半导体洁净室MAU + FFU典型配置

以12英寸晶圆厂光刻区（ISO 3级）为例

新风处理 MAU (Make-up Air Unit)

室外新风 OA

→

RLR G3
卷绕式粗滤

→

EFL F7
袋式中效

→

CGD AMC
化学过滤

→

表冷/加热
±0.5°C ±3%RH

→

VCP F9
亚高效

室外新风 → RLR自动卷绕(连续更新) → EFL F7中效 → CGD化学(去除NH₃/SO₂/VOCs) → 精密温湿处理(23±0.5°C, 45±3%RH) → VCP F9亚高效 → 送入洁净室回风静压层

洁净室循环 FFU (Fan Filter Unit)

回风静压层
MAU送风 + 循环风

→

FF系列 FFU
ULP U16 + EC风机

→

单向流
0.35m/s

→

ISO 3
光刻区

→

穿孔地板
回风

→

回风夹道
循环至静压层

FFU覆盖率达100%（ISO 3级），每台U16 ULPA确保末端洁净度，EC电机根据工艺需求0-100%无级调速。循环风在回风夹道中通过VCP F9预过滤后再次进入FFU，形成闭环。

对标分析

依燃® FFU 与国际一线品牌性能对比

基于2×4英尺FFU(1220×610mm)，U16 ULPA + EC电机，额定风量1800m³/h工况

对比参数	依燃® FF-U16-EC	国际一线品牌 A	国际一线品牌 B	依燃® 优势
ULPA过滤效率 (MPPS)	≥99.99995% U16	≥99.9995% U15	≥99.99995% U16	同等/更优
整机功耗 (1800m³/h)	260 W	310 W	280 W	节能7-16%
总静压 (1800m³/h)	370 Pa	380 Pa	360 Pa	满足需求
运行噪音 (1m处)	52 dBA	55 dBA	53 dBA	低2-3dBA
EC电机效率	62%	58%	60%	+2-4%
AMC容量 (CGD NH₃)	穿透容量 8wt%	穿透容量 6wt%	穿透容量 7wt%	+14-33%
年运行能耗 (单台24/7)	2,278 kWh	2,716 kWh	2,453 kWh	节能7-16%

* 测试条件：标准工况23°C/45%RH。FFU功耗为过滤器初始状态值，能耗对比基于24/7/365连续运行。

应用案例

典型应用场景

案例一：12英寸晶圆厂洁净室

合肥 · 28nm逻辑芯片 · 洁净室面积3.2万m²

背景：新建12英寸晶圆代工厂，光刻区ISO 3 (1800m²)，刻蚀/薄膜区ISO 4 (8500m²)，其他辅助区ISO 5-6
方案：MAU: RLR G3 + EFL F7 + CGD AMC(H₂S/SO₂/NH₃三介质) + VCP F9；FFU: FF系列U16(U15)共4860台
AMC控制：CGD化学段分三层—酸性气体介质、碱性气体介质、高碘值活性炭VOCs段，各层96mm厚
监控：在线粒子计数器112点位 + AMC多点采样(每月一次气相色谱/离子色谱分析)

核心成效：

ISO 3光刻区≥0.1μm粒子稳定在≤10粒/ft³（远优于35粒限值）
AMC监控：NH₃<0.15ppbv, SO₂<0.03ppbv, VOCs<0.18ppbv（全部优于ITRS标准）
FFU EC电机年节电约2,800,000kWh（较同规模AC电机方案）
CGD化学过滤器更换周期18个月（行业典型12-14个月），年维护成本降低25%

案例二：OLED面板工厂改造升级

深圳 · G8.5代线 · 阵列+蒸镀区改造

背景：现有OLED面板厂蒸镀区不良率偏高(8.3%)，排查发现AMC超标及部分FFU U15效率下降
方案：新增MAU CGD化学段(HSB混合床，简化系统空间)；更换老化FFU 820台至FF系列U16+EC电机
振动控制：FFU选用低振动型号(加速度≤0.05m/s²@1000Hz)，EC电机谐振频率避开工况转速范围
工期：分4阶段停产改造，每阶段15天，总计60天，产线产能影响<8%

核心成效：

蒸镀区不良率由8.3%降至4.1%，下降50.6%，年新增良品产出价值约2.3亿元
更换后FFU平均功耗下降18%，年节电约1,050,000kWh
HSB混合床设计减少化学过滤器安装空间40%，降低管道改造费用
在线AMC监控系统上线，实现超标自动报警，响应时间<5分钟

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