今天来了解一下半导体设备行业的：洁净室。
听名字，就是很干净的房间，很好懂吧？
是不是请阿姨多打扫几次就可以了？ 一个阿姨不够，请10个阿姨？
当然不是啦。 [汗]

半导体洁净室对环境的要求，可以说是在人类工业文明中追求极致纯净的一场极限挑战。 严苛程度体现在以下几个关键维度：

首先是，空气洁净度 。半导体洁净室对空气中微粒的控制达到了极致。随着芯片制程向3纳米及更先进节点迈进，对洁净度的要求已从传统的千级、百级提升到 十级甚至一级标准 （每立方英尺空气中≥0.5μm颗粒数分别≤10个、≤1个）。这意味着在最高级别的洁净室中，每立方米空气中大于等于0.1微米的粒子数量不能超过10个，其洁净度比普通室外空气高出 数万甚至百万倍 。

如此苛刻的要求是因为，一颗直径仅为 0.1微米的微粒 ，就足以覆盖整个芯片上的精密电路，导致电路短路或断路，使芯片直接报废。在普通环境中生产的芯片良率可能只有30%，而在ISO 1级洁净室中可提升至85%以上。

其次，是温湿度控制。半导体制造对温湿度的控制精度要求极为严格。温度通常需要控制在 22±0.5°C 的范围内，而在光刻区等关键区域，温度波动甚至需要控制在 ±0.1°C 以内。这是因为温度波动1℃就可能导致硅片产生0.24微米的线性膨胀，严重影响光刻对齐精度。相对湿度则需要控制在 45%±5% 的狭窄范围内。湿度过高会抑制静电消散，导致微粒吸附；而过低则易产生静电，可能吸附灰尘甚至击穿电路。这种精确的控制需要通过高精度的传感器和智能控制系统来实现，确保制造环境的绝对稳定。

第三，气流与压差。洁净室通过特定的气流组织来保持洁净度。核心工艺区通常采用 垂直单向流 （层流）设计，使空气以 0.45±0.1m/s 的速度稳定地垂直流动，有效将微粒携带至回风口。不同洁净等级区域之间需要维持严格的 压差梯度 ，洁净区与非洁净区之间压差通常不小于15Pa，不同等级洁净室之间压差不小于10Pa。这种压差梯度确保了气流始终从更高洁净度区域流向较低洁净度区域，防止污染物逆向扩散。

第四， 微振动控制。对于光刻机等精密设备，即使是最微小的振动也会影响制造精度。这些设备要求振动速度RMS值≤1μm/s，最严苛的区域需达到VC-D甚至VC-E级别。为了实现这一目标，洁净室需要设置独立基础筏板，配合空气弹簧隔震系统等先进减振技术。

第五，静电防护。静电对半导体芯片的危害极大，可能导致芯片损坏或性能下降。洁净室内通过多措并举进行静电防护：铺设表面电阻值控制在10^6-10^9Ω之间的防静电地板；人员穿戴防静电无尘服并佩戴防静电手环；以及使用离子风机中和物体表面静电。通过这些措施，可以将洁净室内静电电压从超过1000V降至不到100V，显著降低生产中的静电击穿风险。

除了空气环境，半导体制造还需要超纯水（电阻率≥18.2M·cm）和超高纯度气体（纯度≥99.999%）等介质。这些介质的纯度要求同样极高，任何微量杂质都可能对芯片造成不可逆的损害。

总之，半导体洁净室是一个集成了空气净化、精密温控、振动抑制、静电防护等多系统协同工作的复杂工程。每一个环境参数的精益控制，共同确保了芯片制造这一极致工艺的顺利实现。

随着AI算力需求爆发性增长，全球半导体产业正迎来新一轮资本开支扩张周期，洁净室行业也随之步入高速成长期。

根据行业数据，2025年全球半导体洁净室投资规模预计达到约1943亿元人民币，中国市场规模约为583亿元。

全球中高端洁净室工程市场格局高度集中，形成了较高的准入壁垒。中高端洁净室具有投资规模大、工程实施周期短、容错率低等特点，要求工程企业具备丰富的经验和专业的技术能力，因此业主粘性强，龙头企业优势明显。

未来，半导体洁净室行业面临多重增长动力：
一，国产替代进程加速 ：中国作为全球最大的半导体市场，目前集成电路自给率仍较低（2021年仅16.7%），进口替代空间巨大。在国家政策大力支持下，未来中国半导体产业将持续加大投入，为洁净室行业提供广阔市场空间。
二，技术迭代驱动需求 ：随着半导体工艺向更先进制程发展，对洁净室等级的要求不断提高，带动洁净室单平米造价上升。同时，产线升级改造也为洁净室带来持续性需求

#AI破局#

附图表：主要洁净室工程企业业务特点对比