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浮動式渦旋真空泵組在半導體拉晶工藝中的應用
2025-01-17 10:58
——緊密合作與技術創新助力半導體拉晶爐真空泵國產化
半導體技術是現代科技的基石，它不僅推動了電子設備的微型化和智能化，還是全球經濟增長和國家安全的關鍵。半導體材料制造已經成為了一個重要的基礎。半導體材料本身擁有特殊的電學性質，這使得它們成為了現代電子設備的核心材料。隨著科技的不斷發展，半導體行業對材料的要求越來越高。單晶硅作為半導體行業的重要材料之一，被廣泛應用于各種芯片制造中。從智能手機、電腦等消費電子產品到航空航天、醫療設備等高端領域，都離不開單晶硅的支持。同時，隨著納米技術和三維封裝技術的不斷發展，單晶硅在半導體行業的應用前景將更加廣闊。
目前半導體行業中單晶硅的獲得主要是通過拉晶來實現的，拉晶的主要設備是拉晶爐，作為拉晶爐的核心設備，真空泵的穩定運行是單晶硅質量的關鍵保證。目前拉晶爐上配套的真空泵基本上都是進口產品，價格高、整機交貨周期長、備件交貨周期長、服務響應不及時、國外的禁運等這些弊端嚴重影響了單晶硅生產客戶的運行成本和效率。所以真空泵的國產化替代迫在眉睫。
思科渦旋公司敏銳地發現了這一市場需求，結合公司400L浮動式渦旋真空泵的性能特點，設計開發了浮動式渦旋真空泵組來替代拉晶爐上的進口真空泵，該泵組作為前級泵，負責初始的氣體排放和壓縮，而羅茨真空泵則作為次級泵，負責進一步達到更高的真空度。
半導體拉晶工藝中會產生較多的粉塵，而目前進口的真空泵的結構基本上是螺桿泵，對于粉塵的容錯性較差：螺桿與螺桿之間、螺桿與泵體之間形成一系列密封腔。這些密封腔隨著螺桿的旋轉在吸入端不斷形成，在排出端不斷消失。如果介質中的顆粒過大或過硬，可能會對螺桿齒面產生直接的磨損或堵塞，影響泵的正常工作和使用壽命。為了保證真空泵正常的運行需要每個月對粉塵進行清理，造成較多的人工費用并因停機造成產能損失。
浮動式渦旋真空泵組結構特點使其能夠有效應對粉塵挑戰。渦卷盤型線頂端設置的“肥頭”結構，使得理論死容積為“零”，結合動渦卷盤在動態運動過程中的徑向和軸向浮動能力，這種結構的水蒸汽處理能力和粉塵容忍能力更強。即使在粉塵較多的工作環境中，也不會因為粉塵積累而導致泵的性能下降或損壞。且無需進行定期維護。大大降低了維護人工成本、提高了效率和產出。泵組可以實現組合/獨立的運行模式，配備伺服電機驅動、定制驅動控制模塊、進出氣口單向電動閥門、高精度真空傳感器、智能穩壓PID算法、泵機健康度檢測，可實現不停機維護。
在緊張而有序的研發過程中，我們不僅及時與合作伙伴溝通、分享了測試方案，還深入討論了實施細節，確保了準備工作的周全性和測試流程的精確性。這種高效的溝通模式和嚴謹的工作態度，為測試的順利進行提供了有力保障。
經過連續的努力和精心的準備，無油渦旋泵組已經在組裝、聯調中，兩家行業內的頭部企業已約定產品上線測試，預計在第一季度將到客戶現場進行上機測試。
本次研發的核心在于實現半導體生產關鍵設備的國產化生產替代，旨在提升國內半導體工業領域的自主創新能力和市場競爭力。思科渦旋公司將以此為契機，繼續深化技術研發，加強與半導體硅料生產客戶、拉晶爐設備客戶的合作，致力于推動更多關鍵技術的國產化，為國家的工業升級和技術進步作出更大的貢獻。