《60秒！》水芯片作用分享(60秒 水芯片)
制造芯片为什么费水？
根据台积电《2019年企业社会责任报告》数据，台积电在三大科学园区，竹科、中科和南科三个厂区的合计用水量每天要超过15万吨。这样的水量，如果全都用水车载水，每天要多少车次呢？是8,000车次。
我们以竹科厂区举例，厂区的台积电工厂每天的用水量达到了5.7万吨，占到了整个厂区的三分之一还多，如果一辆水车每趟能运水20吨，那也每天需要运水2,850车次。听上去是不可能完成的任务，对不对？而且如果产出5纳米，或是2纳米晶片，用水量还会更高，比如，台积电规划在竹科的2纳米新厂，计划每日用水量更高达12万吨，超过现有用水量的两倍。
保证良率清洗晶圆很关键
那么，晶圆生产，为什么要用这么多水呢？首先，我们先了解一个概念，晶圆良率，我们知道，每一片晶圆上，都同时制造数量很多的晶片，这些晶片中测试合格的晶片和整片晶圆上的有效晶片的比值就是这个晶圆良率。
关于，晶圆生产为什么用很多水，台积电的官网上是这样介绍的，半导体零配件的清洗成果对晶圆良率的影响非常大。零配件如果表面脆弱、或者是有细微分子残留，将会成为晶圆生产过程的污染源，尤其迈入高阶制程后，一些过去没有影响良率的细微分子，也因为制程线径缩小，成为影响品质的关键。
也就是说，半导体零配件的清洗要用到很多水，我们可以想像，如果这个水的纯净度不够，那很多非常细小的细微分子，可能没法清洗干净，就会影响到晶圆品质。
早在2013年时，台湾媒体就曾经介绍过，为了提高12吋晶圆厂的制程良率，以往是每25片晶圆集中清洗，后来就改成一片片单独清洗，大幅提高良率。
在去年12月时，台湾媒体的一篇报导中也提到了晶圆制程中的用水量，文章说，半导体生产过程，需要使用大量干净程度是自来水1,000倍的超纯水。而以往晶圆厂需要用上1,400到1,600加仑的自来水，才可能转化为1,000加仑的超纯水。如果在一片12吋晶圆上制造集成电路，需要使用大约2,200加仑的水，包括1,500加仑的超纯水，所以晶圆厂是「用水怪兽」。
根据2015年英特尔企业的报告，该公司一年的用水量高达90亿加仑，相当于75,000个美国家庭的正常用水量。不过到2017年，参考Intel的技术，转化出1,000加仑的超纯水已经仅用1,100加仑的自来水。与以往相比，节水量已经不小。
造芯片为什么需要大量的水？
半导体零配件的清洗成果对晶圆良率的影响非常大。零配件如果表面脆弱、或者是有细微分子残留，将会成为晶圆生产过程的污染源，尤其迈入高阶制程后，一些过去没有影响良率的细微分子，也因为制程线径缩小，成为影响品质的关键。
也就是说，半导体零配件的清洗要用到很多水，我们可以想像，如果这个水的纯净度不够，那很多非常细小的细微分子，可能没法清洗干净，就会影响到晶圆品质
工厂在运行时会使用大量的水。水是芯片制造的重要成分，在制造过程的许多阶段对清洁晶圆至关重要。
例如，位于钱德勒的英特尔工厂每天使用 4100 万升水。然而，随着未来工厂的扩张，这个数字将显着增加。这对英特尔来说也是一个很大的挑战，因为亚利桑那州是一个干旱频发的州，同时它也不得不将水用于农业用途。
芯片制造为何用水和电？
芯片制造过程中使用水和电的原因有以下几点：
1. 清洗和冲洗：芯片制造过程中需要进行清洗和冲洗，以去除生产过程中产生的杂质和残留物。水是一种常用的清洗介质，能够有效地去除表面污染物。
2. 降温：芯片制造中的许多工艺步骤需要对设备和材料进行冷却，以确保其正常运行和稳定性。水可以作为冷却介质，通过循环引入设备和材料，降低温度。
3. 电化学沉积：在芯片的制造过程中，通常需要进行电化学沉积（Electrochemical Deposition，简称ECD）来形成金属膜，如铜、银等。电化学沉积需要通过电流和电解液实现，电流通过电源提供，而电解液则需要使用水作为溶剂。
4. 精细雾化：芯片制造过程中也需要进行精细的喷雾操作，以沉积一些特定的材料或进行某些工艺步骤。水能够被喷雾器细致地雾化，使其颗粒能够均匀分布在芯片表面。
总的来说，水和电在芯片制造过程中发挥了重要作用，包括清洗、冷却、电化学沉积和精细雾化等。这些步骤对于确保芯片的质量和性能至关重要。
