-
-
-
Продукты
-
-
Новости центр
Новости
Подробное описание безводного этилового спирта электронного класса от класса UP до класса UP-S
Электронный безводный этиловый спирт, будучи высокочистым органическим растворителем, играет незаменимую роль в таких областях, как полупроводниковая промышленность, фотоэлектрическая энергетика, фармацевтика и производство высокоточной электроники. В соответствии с уровнем чистоты классы UP (Ultra Pure) и UP-S (Ultra Pure-Special) соответствуют уровням G2 и G3 международного стандарта SEMI; их технические показатели существенно отличаются от характеристик обычного промышленного этилового спирта. Далее мы проведём анализ с точки зрения технических стандартов, технологических процессов, областей применения и текущей рыночной ситуации.
I. Технические стандарты и классификация уровней
Стандарты G2/G3, разработанные SEMI (Международной ассоциацией полупроводникового оборудования и материалов), предъявляют строгие требования к содержанию металлических ионов, частиц и влаги.
Требования к этанолу класса UP (SEMI G2): содержание влаги ≤ 0,1%; общее содержание металлических примесей ≤ 1 ppb (при этом ключевые элементы, такие как натрий, калий и железо, должны быть ≤ 0,1 ppb); количество частиц ≥ 0,5 мкм ≤ 25 шт./мл.
Класс UP-S (SEMI G3) дополнительно снижает общий уровень металлических примесей до менее 0,5 ppb; содержание влаги должно быть не более 0,05%; контроль частиц — не более 10 штук на миллилитр.
Хотя китайский национальный стандарт GB/T 678-2022 регламентирует безводный этиловый спирт, его высшая степень чистоты достигает лишь 99,7%, что создаёт разрыв поколений по сравнению с нормами SEMI.
2. Технология производства и ключевые технологии
1. Десорбция и осушение с помощью молекулярных сит: для глубокого осушения 95%-ного промышленного этанола применяются молекулярные сита CG-EA318 или CG-EA319; в сочетании с многоступенчатой ректификацией содержание воды снижается ниже 0,1%. При использовании системы непрерывной ректификации с пятью колоннами энергопотребление снижается на 30% по сравнению с традиционными технологиями.
2. Очистка методом субкипящей перегонки: перегонка проводится при низкой температуре 50–60℃, что предотвращает карбонизацию органических веществ, вызванную высокими температурами. Этот процесс имеет решающее значение для контроля частиц. Данные показывают, что технология субкипящей перегонки позволяет снизить количество частиц на 80%.
3. Система фильтрации на конечном этапе: оснащена фильтром с мембраной PTFE размером 0,1 мкм и совмещена с технологией сверхчистой упаковки (например, стальными баллонами с внутренним покрытием из фторсодержащих полимеров), что обеспечивает чистоту процесса розлива на уровне ISO Class 3. После фильтрации на конечном этапе количество частиц размером 0,2 мкм снижается до менее 5 штук на миллилитр.
3. Основные сферы применения
1. Производство полупроводников: на этапе очистки фотоэмульсионного слоя этанол класса UP-S используется для предварительной очистки в процессе EUV-литографии; контроль содержания металлических примесей напрямую влияет на выходной брак в технологиях с размером элементов менее 7 нм. В техническом белом документе SMIC за 2024 год отмечается, что использование растворителей класса G3 позволяет снизить плотность поверхностных дефектов на кремниевых пластинах до 0,03 дефекта на см².
2. Производство фотоэлектрических ячеек: для очистки заднего покрытия ячеек PERC требуется этанол класса UP; если содержание натрия превышает норму в 1 ppb, эффективность преобразования снизится на 0,2%. Согласно отчету Longi Green Energy за первый квартал 2025 года, компания полностью перешла на растворители стандарта SEMI G2.
3. В области биомедицины: этап очистки ДНК-шаблонов при производстве мРНК-вакцин требует, чтобы этанол был лишен РНазы. В ходе проверки одной из CRO-компаний было обнаружено, что содержание нуклеаз в этаноле класса UP на два порядка ниже норм, установленных фармакопеей.
4. Структура рынка и ход импортозамещения
В настоящее время глобальный рынок доминируют такие компании, как немецкая Merck и американская Honeywell; цена их продуктов класса G3 достигает 3000 юаней за литр. Отечественные производители, такие как «Цзянсу Цяншэн Функциональная Химия» и «Шанхай Маклин», уже наладили массовое производство продуктов класса UP, однако продукты класса G3 по-прежнему зависят от импорта. Согласно данным таможни за 2024 год, импорт этилового спирта электронного класса в Китай достиг 12 тысяч тонн, из которых доля продукции класса G3 составила 65%. Следует обратить внимание, что разработанная Институтом №718 при Китайской корпорации судостроения и машиностроения технология суперкритической экстракции и очистки CO₂ прошла промышленную апробацию и позволяет контролировать содержание металлических примесей на уровне 0,3 ppb. Ожидается, что к 2026 году удастся добиться отечественной замены продукции класса G3.
5. Вызовы в области контроля качества
1. Технология детекции следовых количеств: предел обнаружения метода ICP-MS (масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой) должен достигать 0,01 ppb; стоимость некоторых приборов превышает миллионы долларов США, что ограничивает доступ малых и средних предприятий.
2. Риск загрязнения при хранении и транспортировке: эксперименты показали, что емкости из материала HDPE выделяют цинк в концентрации 0,5 ppb после 30 дней хранения; поэтому для высококлассных продуктов необходимо использовать упаковку из перфторалкоксиполимеров.
3. Стабильность партий: Согласно статистике одного фотоэлектрического предприятия, колебания концентрации ионов калия в этиловом спирте класса UP между различными партиями могут достигать 0,2 ppb; поэтому необходимо создать контрольные карты SPC для мониторинга процесса.
С быстрым развитием полупроводников третьего поколения и передовых технологий упаковки спрос на этанол класса UP-S будет расти со среднегодовым темпом 15%. Будущие технологические прорывы будут сосредоточены на:
1) Технология очистки молекулярными ситами — совмещённый процесс дистилляции снижает энергопотребление;
2) Модель прогнозирования чистоты, основанная на искусственном интеллекте;
3) Решения по упаковке на основе биоразлагаемых наноматериалов. Отечественной промышленности необходимо совместно добиться прорыва в трёх областях — разработке стандартов, создании испытательного оборудования и обеспечении ключевыми материалами — лишь тогда удастся преодолеть монополистическую структуру на высокотехнологичном рынке.