水资源短缺和半导体产业

不断增长的半导体需求意味着制造商正在寻求迅速扩大产能。为了保持这种增长速度，废水处理等工艺需要高效、持久和可持续。

半导体几乎在每个部门都能为数字世界提供动力。根据McClean报告2021，预计全球需求是在2021年达到约1.14万亿个单位。¹

然而，从视频游戏到汽车，半导体短缺给供应链带来了挑战。这在一定程度上可能与COVID-19大流行有关，COVID-19大流行改变了全球电子产品消费模式，但它不是唯一因素。

彼得·辛格，主编半导体摘要他表示，半导体晶片短缺预计将持续几年，但该行业整体前景非常乐观。

“应用的多样性继续推动着半导体技术的发展，”他说，“农业、数据中心、网络技术、量子计算、人工智能、物联网和医药都需要更多应用。”市场需求巨大，开发商将继续缩小半导体尺寸。”

半导体生产需要大量的水和能量，其中大部分是废水处理和排放。由于制造商寻求高档的生产并建立新设施，以满足前所未有的需求水平，提醒行业对高效污水处理的重要性非常重要。

半导体制造涉及广泛而复杂的泥浆和化学品，需要严格的废水分离、处理和回收系统。处理这些包括金属和其他有害废物在内的污泥的挑战，可能涉及执行《中国污水排放标准》等环境法规的巨大成本。

涉及半导体生产的化合物包括用于清洁和蚀刻光敏元件的氢氟酸以及用于漂洗的氨、氟化铵、过氧化氢和盐酸、硫酸和磷酸。清洗半导体晶片是这个过程中用水最密集的部分，会产生富氟废水，需要用石灰中和。

该半导体工厂是与无锡市的一家合资企业，生产家用电器用半导体，并使用沃森马洛流体技术集团(WMFTG)的一系列产品，用于泵吸氢氧化钙/石灰。在这种情况下，该泵非常有效，在4-5 bar的排放压力下，在24/7的连续运行中，高度磨蚀的溶液通过管道传输一定距离。

在Bredel软管泵中，它是干式和自吸式的，被输送的流体只与软管接触，这使得它非常适合处理研磨性化学品，如石灰。即使在粘度和温度变化的情况下，也能保证在整个软管的使用寿命内保持稳定的流速。

此外，这些泵包括转子设计，其不依赖于齿轮箱轴以支撑。泵转子本身的重型轴承，加上一个独特的缓冲区，保护避压率甚至被泵液污染，如果软管发生故障。通过这种设计，这些泵在连续过程中提供无故障操作，例如半导体废水处理厂中的那些，其中设备故障是不可接受的。

该水密集型行业的全球扩展和风险水资源稀缺在生产中造成的生产意味着对可持续行动至关重要。高质量的冲洗水意味着它可以恢复以进行再利用，行业趋势是在废水和工艺用水上关闭循环。

一家领先的制造商的目标是平均回收6.2万米^3./ D通过将从旧设施的较老部设施排放到高级综合的废水处理设施中的处理废水，从其在韩国的运营中的水。虽然美国技术公司英特尔计划根据其可持续发展计划将在2030年代在水上净积极。

半导体行业在水和废水方面面临的挑战是巨大的，但有了蠕动泵，精确的化学药剂添加变得更加容易，从而节约了化学药剂的消耗。随着工艺规模的扩大和水的重复利用变得越来越复杂，安装能够优化效率、大大减少维护和停机时间的可靠设备变得比以往任何时候都更加重要。

在一个单独的过程中，半导体通过将它们进行高温和振动的专用设备进行广泛测试。高体积的氢氟醚（HFE）在-60^oC被用作冷却剂。在一个测试中心，用于输送冷却剂的软管显示出化学攻击的迹象，并出现裂缝，设备内部的末端配件与软管分离的进一步问题，导致泄漏和堵塞。

设备设计师随后安装了Aflex Hyperline传输软管来处理HFE冷却剂。这些长寿命和极其耐用的耐化学腐蚀软管现在成为测试设备的重要组成部分，最大限度地减少对半导体测试的干扰。

来自美国的2020年报告半导体工业协会说，2019年全球开放的六个半导体制造设施中，四个是在中国建造的。去年，中国政府将其投资最大的投资进入该行业，但达到了2040亿元（226亿英镑） - 投入国家综合电路产业投资基金。

作为世界上最大的半导体消费者，中国被决定通过在其产业战略中优先考虑半导体并成为行业所有部分的全球领导者来改变其国内制造能力。

来源:

¹集成电路行业的完整分析与预测，在2021年1月发布