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【芯片洗澡水背后的卡脖子危机】在科技飞速发展的今天,芯片已成为现代工业的“心脏”,但很少有人意识到,这颗“心脏”的制造过程中,竟隐藏着一个与水密切相关的关键环节——芯片需要“洗澡”,而这洗澡水,恰恰成为制约我国芯片产业发展的又一瓶颈。
台积电的3纳米芯片工厂,每日用水量高达13万吨。如果以普通水车运输,需要至少7500辆次才能满足需求。如此惊人的耗水量,背后唯一的目的竟是“为芯片洗澡”。芯片制造对环境的要求近乎苛刻,哪怕极其微小的振动、尘埃或杂质,都可能导致整批芯片报废。正如北京大学曾因实验室地面10赫兹的振动影响而被迫搬迁,芯片制造对洁净度的要求更是达到纳米级别。
芯片制造涵盖上千道工序,即便每道工序的良品率高达99%,经过累计后,整体良品率仍会骤降至几乎无法接受的水平。因此,芯片制造过程中有超过30%的时间用于清洗——专业术语称为“湿法清洗”。光刻前的熏蒸、曝光后的显影、高温扩散前的预处理、湿法蚀刻后的残留去除,无一不需要彻底清洗。
然而,芯片的“洗澡水”并非普通自来水。自来水中含有的金属离子、盐分、溶解气体、细菌及有机物,均会对硅片造成致命影响:金属离子会改变硅片的阈值电压,溶解气体会干扰氧化和覆膜过程,细菌和有机物则可能导致短路和漏电。因此,芯片清洗必须使用一种极为特殊的水——超纯水。
超纯水,顾名思义,是一种纯度极高的水,其电阻率需达到18.2兆欧·厘米,几乎不含任何杂质。曾有实验表明,超纯水甚至无法支持鱼类生存。笔者曾有幸尝过一口,其口感异常“空洞”,随后更是频繁如厕,因其极强的溶解能力会迅速带走人体内的电解质。
芯片厂将自来水转....全文更精彩