洁净室工程主要包含洁净室规划、施工和运转管理前后相关的三个环节。质量源于规划,规划是核心。而洁净工程的施工又区别于一般的建筑工程,包含围护结构(俗称“房中房”);空调净化体系;供电、自控、弱电体系;纯水、特气、物料供应体系;废气、废水处理体系及相关设备。
运转管理包含:实时检测,人员培训,设备保护,以确保受控的出产科研环境继续符合要求。
三个环节涵盖了空态控的出产科研环境继续符合要求。
三个环节涵盖了空态、静态、动态三个占有状态;环境受控又交融了危险评价、出产认证的概念和程序;加之洁净技能跨职业、跨专业、跨学科的特色:使之洁净室工程的难度和杂乱性添加。
因而关于洁净室工程职业来说,优化规划、现场施工环境的和谐与管控、工程相关技能细节的经历堆集,对客户需求的了解和完成,以及对规划变更的预备和响应程度等都是衡量洁净室施工团队才干的重要目标。
1、我国洁净室工程职业开展现状
1.1 职业商场规划
从现在我国洁净室职业商场开展来看,电子信息、航空航天、精密仪器、医药卫生等职业的继续增加,极大地推动了洁净室的商场需求,然后带动洁净室工程职业的大开展。
根据我国电子学会综合测算,2007年我国洁净室工程职业全体商场规划为 217.14 亿元,尽管其间受 2008 年全球金融危机的影响,部分职业需求下降,波及到洁净室工程职业,但 2009 年下半年起,受国家发布电子信息产业调整和复兴规划、电子信息产品商场需求开释等因素的影响,职业对洁净室的需求迅速恢复,使洁净室工程职业商场回暖。
截止到2011年整个洁净室工程职业商场规划到达387.77 亿元,五年间的年均复合增加率平均为 15.6%。
1.2 职业技能水平和特色
1.2.1 更高的技能习惯性与灵活性
科学技能的开展很快,高科技的产品不断呈现,尤其是电子工业的开展更是日新月异,像集成电路的开展两三年就更新一代。IC芯片的开展遵循“摩尔定律”(Intel 公司创始人之一 Gordon E.Moore 1965 年预言),芯片上可包容的晶体管数目(即集成度)每18个月便可添加1倍。
10年(2000年 -2010 年)间我国 IC的干流技能由 5 英寸、6英寸、0.5 μm 以上工艺水平提高到8 英寸 0.18μm~0.25 μm,12 英寸、110 nm~90 nm~65 nm。表征工艺水平的最小线宽(即特征尺度 f e a tu r es i z e ),现在已进入纳米(n m )级,“中芯国际”32/28nm 已获得关键技能打破,将在“十二五”中期进入量产。
TFT-LCD 的开展速度更快,一二年就上一个台阶:北京京东方TFT-LCD薄膜体管液晶显现器5代线(基板尺度1100 mm×1300mm)刚投产,即开端制作合肥京东方 6 代线(基板尺度1500 mm × 1850 mm);不到 2 年又开端北京京东方8.5 代线(基板尺度 2200 mm × 2500mm)的制作。
现在中电熊猫正规划 TFT-LCD 10代线(基板尺度 2889 mm × 3130 mm)的制作。这就要求为其服务的高级其他洁净室必须能习惯其开展速度,有极好的灵活性和习惯性,以满足微电子、光电子等出产工艺不断开展前进的要求。制作一个洁净厂房投入本钱高,使用时刻长,不是一二年就会拆掉重建。
因而,在洁净室规划与制作时必须考虑到出产工艺流程的不断开展和变化,使洁净室具有更好的习惯性和灵活性。
关于洁净室工程职业来说,在施工过程中,或者是在洁净室使用过程中,都会由于出产工艺流程的改变引起的气流组织、设备容量等方面的变化而导致规划的改变,而这种变更需求在前期规划时预留好变更的空间,不然将会为后期的改变埋下危险。
1.2.2 相关工艺杂乱,技能危险大
洁净室一般用于对环境要求较高、工业流程杂乱的高科技职业,以及对人民群众的生命健康形成威胁的医疗卫生和食品职业。
在洁净室受控空间中,偶尔有一个大分子的呈现,或者是一个细菌的产生都会对成品率和人民的生命健康形成巨大的影响。
例如,一个细菌假如得不到及时的处理,则或许在几个小时之内就会形成一个大的菌落;而大粒子的呈现则有或许形成一批次产品的报废,严峻的情况下甚至导致洁净室的报废。
而在气流组织中,假如人员或半成品的活动形成了对洁净室气流的特殊扰动,就会打破洁净室内部气流平衡,引发各洁净区域之间气流的串扰,形成难以估计的丢失。
1.2.3 规划和施工杂乱,制作费用高
高等级洁净室的制作费用很高,一般来说,优于 100 级(FS 209)单向流的洁净室,其室内装修(墙、顶、地、门、窗等)和空调净化体系(包含制冷空调设备和管道配件、净化设备和配件等)的初出资大约为人民币 10000 元 /m2。
假如加上纯水制备设备和体系管道,纯气产生和体系管道,废水管理设备和管道,消防体系,供配电和自控体系,真空打扫体系,等等,其单位面积的制作出资费用高达 25000~30000 元 /m2。
如此高的制作费用,也未必确保洁净室的百分百合格,在巨大的洁净室体系和洁净环境的规划和施工过程中,潜在的问题多,未能受控的污染源,比如少量的微粒、轻微的气流扰动、微小的震动都会导致整个洁净室的环境失控。
洁净室需经过空态、静态和动态的验收,任何一个环节都或许存在危险,同时,在工厂正式运作后,洁净室呈现问题的或许也很大。
因而,洁净室工程职业企业面临巨大的技能危险,以及后续洁净室运转、保护和调试、检测的压力。
2、商场竞赛状况
2.1 金字塔式的商场竞赛格局
现在,我国洁净室工程职业现已形成了金字塔结构的商场竞赛格局。
在电子洁净室工程等高端商场以国际抢先企业和少量几个国内技能抢先企业为主。
一些在大陆出资设厂的国外企业会将其洁净室制作交由与其有多年合作联系的国外公司承当,如欧美和日韩的一些半导体企业出于多年合作的联系,其在大陆出资的洁净室项目常常由本国的一些有多年合作联系的企业制作施行。
但是跟着我国相关洁净室企业技能才干的提高,许多国外企业出于本钱的考虑,现已逐步将其洁净室交由我国的一些大型工程公司施行。
高端商场的竞赛主要会集在规划创新、技能水平、工程整合、运营保护等方面服务才干的竞赛,主要是以洁净室工程的价值供给作为衡量施工方挑选的关键目标,促进洁净室工程职业企业向以价值为竞赛导向的技能堆集和经营方式转变。
在低端商场,洁净室要求不高,大量工程企业参与竞赛,导致商场竞赛以价格战为主,赢利率低。
一般来说,对洁净室要求较高的是芯片出产、平板显现器材制作、太阳能电池板和LED照明产品制作等电产品的出产和制作;其次是医药卫生职业对洁净室菌落操控的要求也对洁净室提出了较高的要求;再次是食品、化妆品、石化等范畴对洁净室的要求;另外,航空航天、精密机械加工对洁净室也有相对特殊的要求。
2.2 国内企业竞赛态势
跟着整个洁净室工程职业竞赛的日益加剧,大多数企业在全体竞赛的基础上不断细分商场定位,在不同职业中争取占有抢先位置。
例如,在电子信息范畴,集成电路洁净室工程规划方面一路抢先的是信息产业电子第十一规划研究院;液晶显现器出产线洁净室工程规划方面抢先的则是我国电子工程规划院(CEEDI);而我国电子体系工程第二制作公司与第四制作公司则在具体的工程施行方面有较强的优势和丰厚的经历;碧海永乐、嘉合则主要会集在太阳能电池范畴;相对而言,具有台资背景的亚翔、汉堂因起步较早,因而在技能堆集和现场施工经历方面比较突出。
在医药卫生职业洁净室工程方面商场占有率较高的企业则有中元国际、我国石化集团上海工程有限公司、海南灵镜、江苏久信、江苏环亚、我国电子体系工程第二制作公司与第四制作公司、上海朗脉等。
现在,企业在竞赛中逐步形成了自己的核心竞赛力(技能创新、技能特长、综合实力),力求在全体竞赛中占有有利位置,根据电子学会综合评定,以商场占有才干和技能才干为根据,编制了整个洁净室工程职业的竞赛态势。但这只是一个商场宏观动态趋势图,并不代表对公司的评价。
3、我国洁净室工程职业开展趋势和远景
3.1 商场远景:商场需求远景宽广
近年来跟着我国电子信息、医药卫生、航空航天、精密仪器、化工、食品等职业的继续增加,我国洁净室工程职业正迎来一个新的开展期,商场需求规划不断扩大。
特别是新版GMP-2010的发布和医疗改革的施行,极大地推动医药制作和食品职业的洁净室需求及医疗受控环境的需求,然后带动整个洁净室工程职业商场规划的扩大,职业的景气将会因商场对洁净室需求的旺盛得到较长时刻的维持。
根据我国电子学会的猜测,到 2016 年,我国防静电超净技能产品的商场规划将由2011 年的387.77 亿元增至 945.72 亿元,年均复合增加率在19.52% 左右。职业商场规划的继续扩大为职业抢先企业供给了巨大的开展机遇。
3.2 商场竞赛:由价格竞赛转向价值竞赛
跟着电子产品的集成化、精密化、薄(微)型化、功用化等趋势,对元器材的牢靠性要求越来越高,电子信息制作业对洁净室的要求标准也更加严格。
微量(小)的脏污或微弱的静电都有或许形成元器材产品良品率的大幅下降,直接影响公司的效益。
现在硬盘磁头的静电压阈值现已下降到3V以内,部分IC的封装环境要求到达Class10(FS 209)甚至 Class 1(FS 209)的水平。
电子信息职业的技能开展和高性能要求促进洁净室工程职业企业由价格竞赛转向技能竞赛,只要具有技能研制、自主创新才干的企业才干满足客户需求而继续开展,才干规划和制作符合要求的高端的洁净室,相关技能和服务才干的提高将成为未来商场竞赛的焦点。
3.3 商场需求:向节能方向开展
洁净厂房是我国的耗能大户之一。
据不完全统计,洁净室的能耗是一般写字楼的10~30倍。我国的8英寸芯片厂,洁净室单位面积能耗比美国同类型工厂高 15%(美国耗能 1.28 kW/m2~ 1. 6 3kW/m2,而我国耗能 1.48 kW/m2~1.93 kW/m2)。
以上海某知名芯片厂为例,其全年耗电量的51%是用于洁净室运转及相关的保护,假如将这51% 的能耗合理下降,对企业来说就意味着赢利的增加。
因而,洁净室下流相关职业企业越来越注重洁净室的节能问题。这就要求洁净室工程职业企业,从客户需求出发,从规划理念、制作施工、设备装备及运转等各个方面进行节能规划,只要采取全方位的节能技能,整个洁净室职业才干继续、良性开展。
3.4 技能走势:向空气分子操控等高端洁净室工程
空气分子污染AMC作为IC工厂所关怀的问题于 20 年前先由日本人提出,近年来,国际 IC卡技能开展迅速, IC 芯片日益微型化,现在现已有直径为0.4 mm的国际最小的非触摸型无线射频辨认芯片。
AMC对当时的IC出产其潜在的污染比粒子污染要广泛多,粒子污染操控只需求确认粒径及个数,但对 AMC 操控而言,除了受芯片线宽的缩小而变化外,并受工艺、工艺设备、工艺资料及传送体系等的影响;更有甚者用于某一工序的各种工艺资料(化学品、特种气体等)在许多情况下其微量的分子剩余对下一工序往往或许就是污染物。
因而,IC出产过程中的某些加工工序及工序间的资料传送和存放环境中,AMC 已成为严峻影响成品率的重要问题,AMC 分子操控技能成为洁净室规划与施工制作的干流趋势。