晶片制造業，一直都有“一片矽，八噸水”的說法，晶片制造的用水量真有那麼大嗎？
這确實是真的，而且這個水還不是一般的水！那麼究竟會用多少水呢？
我們來看看典型晶片制造企業的用水量。根據英特爾、聯發科技、三星等企業一些公開的資料和報道，其耗水量每天多達數千萬至數億升。
以三星公司為例，其在南韓京畿道的晶片工廠每天的水消耗量高達400萬至500萬升，相當于1.5萬到2萬戶家庭的日用水量。而台積電每天則需要使用10萬噸的超純水來洗晶片！
究竟這麼大量的水是用來幹什麼了呢？
其實在晶片制造中的晶圓清洗、刻蝕、薄膜生産等多個階段，都需要用到大量的水。
以晶圓清洗為例，可以說它是晶片制造過程中最耗水的環節。晶圓清洗的主要目的是去除晶圓表面在加工過程中産生的各種污染物，以確定晶圓表面潔淨度。
用水多是因為晶圓清洗并非隻清洗一次，而是要先進行預清洗，這時将晶圓浸泡在去離子水中使用超音波清洗機或噴淋裝置進行清洗，清除晶圓表面的可溶解的有機物以及大顆粒雜質。
接着進行主要清洗，這時就會有效的去除表面的有機物和無機物。接着還有後處理，後處理的時還會采用漂洗、去離子水浸泡等操作步驟。
這還隻是晶片制造其中一個環節，再比如刻蝕，為了保證刻蝕的效果就得預防裝置過熱，而防過熱的方法就是外接工藝冷卻水。
然而刻蝕過程中使用的媒體也得控制好溫度，如果媒體溫度過高或者不穩定，會導緻刻蝕品質不穩定，出現不良品，辦法還是使用工藝冷卻水來控制溫度。
到薄膜生長工藝時也同樣需要水，在薄膜生長過程中，需要使用到一些化學溶液。這些溶液在配制和使用過程中也需要使用到超純水。
為了保證薄膜的品質和性能，就需要確定化學溶液的純度和穩定性，因而超純水又是不二選擇的基礎。
當然這裡所說的超純水可不是一般的水，想要獲得超純水需要一個嚴苛的制備過程。
晶片制造用的超純水是什麼？
純水其實是一種經過特殊處理的水，根據名額的不同分為一級、二級、三級純水和超純水。
三級純水的電導率通常要小于50 μS/cm（25℃），水中允許存在一定含量的溶解的固體物質和有機物，還可能存在較高含量的微生物，但這種水隻适用于一般清洗、工業用途。
二級純水的電導率要求提高了一點，通常要求小于10 μS/cm（25℃）。水中存在較低含量的溶解的固體物質和有機物，允許存在中等含量的微生物，但也隻适用于一般實驗室、清洗、冷卻等用途。
一級純水的電導率就要求很嚴格了，通常小于1.0 μS/cm（25℃）。水中的溶解的固體物質、有機物、微生物含量都要求很低。這種水就可以用于電子工業、制藥、化妝品生産等，這都是對水質要求較高的領域。
超純水顧名思義是一種要求更為“苛刻”的水，它一種經過去離子、去氣體、去微生物的高度純淨的水。
按照電導率的名額來說要求小于0.055 μS/cm（25℃）！溶解的固體物質、有機物、微生物要求完全不含，這種水中除了水分子外，幾乎沒有任何雜質，也就是幾乎去除氧和氫以外所有原子的水。
而晶片制造中大量用的就是這種水。
因為制取工藝的要求較為複雜，需要進行預處理、反滲透、電離子交換、EDI系統、抛光樹脂和終端超濾等幾個過程。而且需要控制各個環節的參數，如壓力、溫度、流量等，才能保超純水的品質和産量。
是以晶片廠房通常采用的是中央供水系統，就是利用一套裝置完成超純水的制備，再分散供到需要用水的終端。
而當這些“純潔”的水經過了加工裝置之後，他的使命也就完成了，就變成了廢水。
晶片制造企業的廢水
因為制造過程中會用到各種各樣的試劑、氣體、化學藥品，這也就決定了生産後的廢水成分相當複雜。
比如，清洗裝置和蝕刻裝置會産生酸堿類的廢水。化學氣相沉積和光刻膠剝離過程會産生有大量有機溶劑的廢水，如丙酮、甲醇、乙醇等，這些物質對生物具有毒性，且難以生物降解。
鍍膜和研磨工藝還會産生重金屬污水，廢水中含有銅、鎳、鉻、鉛等重金屬離子。這些重金屬離子可以在生物體内吸附、積累，不僅對人對海洋裡生物同樣具有危害，而且還會日積月累的增加。
因為整個工藝流程複雜，廢水還可能是其他的有害成分，比如含有氟化物、氯化物、無機鹽等。
是以晶片制造後的産生的廢水必須要經過合理、妥當的處理。
一般會先進行預處理階段：主要去除廢水中的懸浮物、油污及部分可沉澱物質。之後進行pH值中和調節，利用酸堿中和反應将水的PH值調節至适中。
對于重金屬離子，需要使用一些沉降劑将其沉澱然後消除或者采用特定樹脂吸附并交換廢水中的重金屬離子。
有機廢水可以利用微生物降解有機物，或者通過生成強氧化劑徹底分解有機污染物。
當然為了提升廢水的觀感，還會采用活性炭吸附、化學氧化等對廢水進行有效的脫色處理。最終確定廢水達到當地要求的排放标準。
大陸晶片産業面臨的其它挑戰
當然晶片制造企業中用水量大隻是其發展過程所面臨問題的冰山一角。
近年來，大陸晶片産量不斷增長。2024年1-2月份，大陸晶片産量達到了704.2億塊，同比增長高達59%，重新整理了曆史增速記錄。
然而，盡管産量有所增長，但大陸晶片的自給率仍然較低。大陸政府設定的目标是在2025年完成晶片自給，使國産晶片自給率達到70%。
預計到2027年，大陸在成熟工藝制程晶片産能份額将由2023年的30%大幅提升至39%以上，這意味着我們在晶片領域也進入了快車道。
大陸晶片産業鍊上遊的參與者主要包括矽片、光刻膠、CMP抛光液等原材料的供應商。衆所周知，因為國外市場對于大陸晶片的進口限制和技術封鎖，大陸晶片産業在供應鍊方面面臨不小的挑戰。
智能晶片行業對人才的需求量巨大，但人才供給卻存在一定的缺口。這也給我們的教育提出了晶片研發領域專業專項的培養要求，以能加強研發和創新，提高我們的自主創新能力，提升整體軟實力。
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