寻求：具备SDI＜1且24小时不间断运行能力的半导体清洗用反渗透设备

半导体清洗用反渗透设备：实现SDI＜1与24小时不间断运行的关键技术

在半导体制造领域，水的纯度直接决定芯片的性能与良率，而反渗透系统的先进性与可靠性正是这一追求的核心保障。

在半导体制造过程中，超纯水质量直接关系到芯片的性能、良率和可靠性。反渗透（RO）作为超纯水制备的核心环节，其产水水质和系统稳定性至关重要。

特别是对于半导体清洗工艺，任何微小的杂质都可能导致晶圆表面缺陷，造成巨额损失。因此，半导体清洗用反渗透设备必须具备远超普通工业标准的性能，其中SDI（污染密度指数）<1和24小时不间断稳定运行能力是两个最为关键的技术指标。

01 半导体工艺用水的极致要求

半导体制造是当今世界精密的制造工艺之一，其清洗用水的要求几乎达到了水的纯度极限。

晶圆表面的颗粒污染物、离子污染物和有机物污染物即使浓度极低，也会导致集成电路的短路、开路或参数漂移。

根据半导体行业标准，清洗用水需达到18.2MΩ·cm的电阻率（25℃），总有机碳（TOC）需低于5ppb，细菌数量需控制在极低水平。

这样的水质只有通过一系列精心设计的纯化工艺才能实现，而反渗透系统在其中承担着去除水中99%以上溶解盐类、有机物、胶体和微生物的关键任务。

反渗透系统的任何性能衰减都会直接影响后续电去离子（EDI）和精混床等设备的运行效果，进而威胁产水水质。

02 为何SDI＜1成为半导体级RO系统的核心指标？

SDI（污染密度指数）是衡量水中悬浮固体和胶体物质含量的重要指标，这些物质是膜污染的主要因素。

对于常规工业反渗透系统，进水SDI≤4即可满足要求。

但在半导体应用场景，这一标准被大幅提高——SDI<1成为了行业共识。

原因在于：

1. 胶体污染会不可逆地损伤RO膜：水中的胶体物质会在膜表面形成凝胶层，不仅增加运行压力，还会永久性降低膜的通量。
2. 颗粒物会导致膜元件流道堵塞：特别是对于高密度排列的膜元件，悬浮颗粒物会堵塞进水通道，引起系统压差升高，严重时会导致膜元件“望远镜”现象。
3. 减少化学清洗频率：低SDI值意味着膜污染速度大幅降低，化学清洗周期可从1-3个月延长至6个月以上，减少了停机时间和化学品对膜的损伤。

实现稳定的SDI<1需要从预处理系统着手，包括采用超滤（UF）作为反渗透的预处理，而非传统的多介质过滤器。

03 实现SDI＜1的预处理技术路径

要达到并维持SDI<1这一苛刻指标，需要一套多层次、相互协同的预处理系统：

强化多介质过滤：采用不锈钢滤罐配合级配滤料（下层石英砂+上层无烟煤），通过梯度过滤将浊度降至**≤0.1NTU**，为后续超滤系统提供良好进水条件。

高效活性炭吸附：选用碘值≥1000mg/g的椰壳活性炭，有效去除余氯（≤0.01mg/L）和TOC（去除率≥80%），防止RO膜被氧化降解。

超滤(UF)核心保障：超滤作为RO系统的终极预处理工艺，能100%截留胶体、大分子有机物和颗粒物，将SDI值稳定控制在**<1的水平**。

精密保安过滤：在RO高压泵前设置0.45μm精密过滤器，作为最后一道颗粒物屏障，确保进入膜元件的微粒数≤100个/ml。

通过这一系列工艺的组合，RO系统进水已最大限度地消除了污染物质，为实现长期稳定运行奠定了坚实基础。

04 保障24小时不间断运行的技术措施

半导体生产线通常是24小时连续运转，任何水系统中断都可能导致整批产品报废。因此，反渗透设备必须具备高可靠性、低维护需求和快速恢复能力。

1. 低污染设计

半导体级RO系统采用卫生级设计，包括电解抛光Ra≤1.6μm的304不锈钢管道、无死区连接和全自动焊接，从根本上减少生物膜滋生的风险。

2. 智能清洗系统

集成自动清洗系统，针对半导体行业水源特性优化的清洗程序，支持酸洗（去除无机垢）和碱洗（去除有机物），清洗后检测TOC**≤5ppb**方可恢复运行。

3. RO膜自动防垢冲洗

系统具备24小时全自动运行能力，集成RO膜自动防垢冲洗功能，在停机时自动执行冲洗程序，防止污染物沉积。

4. 关键设备冗余

采用高压泵、中间水泵等关键设备的备用配置，确保单台设备故障时系统仍能持续运行。

5. 在线水质监测与预警

配备在线SDI分析仪、TOC监测仪和电阻率仪，实时监控系统性能，在参数偏离正常范围时提前预警，避免非计划停机。

05 半导体级反渗透设备的系统特性

针对半导体清洗应用的专用反渗透设备，具备以下显著特点：

双级RO设计：一级RO采用抗污染膜，二级RO采用电子级高脱盐膜，形成两级屏障。

高效能量回收：浓水侧配备压力回收装置，降低系统能耗15%以上。

智能化控制：PLC自动控制系统，实现从启停、冲洗、化学清洗到参数调整的全自动操作。

低微粒控制：专为半导体行业设计，产水微粒（≥0.1μm）≤1个/ml。

这样的系统能够稳定产出电导率≤0.5μS/cm的高纯水，为后续EDI工序提供理想进水，确保最终产水电阻率**≥18.2MΩ·cm**的超纯水标准。