我們來看一道考試題:
生產(chǎn)2g的芯片,需要()升水?
A.2 B.32 C.100 D.500
“虛擬水”是一個環(huán)保名詞,這個概念計算的是食品和消費品在生產(chǎn)及銷售過程中的用水量。比如,一杯咖啡在種植、生產(chǎn)、包裝和運輸?shù)倪^程中需要消耗140升水,相當于一個英國人平均每天的飲用和生活用水量。漢堡包從外表來看和水搭不上關系,由于夾著肉餅,耗水量更加驚人,一個漢堡包需要消耗約2400升水。不光是食品,其他消費品也要消耗“虛擬水”。
而生產(chǎn)一個2克重的計算機芯片,需要32公斤水資源。這是考題中的標準答案,實際上隨著芯片制程工藝的提升,需要的水越來越多。
芯片生產(chǎn)需要什么樣的水?
在芯片半導體的生產(chǎn)加工過程中,對于水質的要求越來越高。為了保證生產(chǎn)出超大規(guī)模的集成電路,除高純原材料、高純氣體、高純化學藥品外,超純水也是其中最關鍵的因素之一。
半導體中的雜質對電阻率的影響非常大。半導體中摻入微量雜質時,雜質原子附近的周期勢場受到干擾并形成附加的束縛狀態(tài)。因此,需要用超純水來進行清洗。
什么是超純水?
超純水(Ultrapure water)又稱UP水,是為了研制超純材料(半導體原件材料、納米精細陶瓷材料等)應用蒸餾、去離子化、反滲透技術或其它適當?shù)某R界精細技術生產(chǎn)出來的水,其電阻率大于18 MΩ*cm,或接近18.3 MΩ*cm極限值(25℃)。
這種水中除了水分子外,幾乎沒有雜質,更沒有細菌、病毒、含氯二噁英等有機物,當然也沒有人體所需的礦物質微量元素,也就是幾乎去除氧和氫以外所有原子的水。
這樣的水是一般工藝很難達到的程度,理論上可以采用二級反滲透再經(jīng)過串聯(lián)的混合型交換樹脂柱對二次反滲水進行處理,但是交換樹脂的再生不便,質量難以保證。
在日本的歧阜縣廢棄礦山下,深達1000米處就藏著一處人造科技奇跡:“日本大水缸”——超級神岡探測器,這里的水堪稱超純水,不僅不摻雜一點物質,水質達到極限,而且一旦有物質掉落進去也會被迅速溶解。
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