-
-
-
Продукты
-
-
Технический центр
Безводный электронный этанол: ключевой органический растворитель в полупроводниковой технологии
Безводный электронный этанол как высокочистый органический растворитель играет незаменимую роль в полупроводниковой, фотоэлектрической, фармацевтической и точной электронной промышленности. По уровню чистоты различают степени UP (Ultra Pure) и UP-S (Ultra Pure-Special), соответствующие международным стандартам SEMI G2 и G3; их технические показатели существенно отличаются от обычного промышленного этанола. Ниже приведён анализ по критериям: технические нормы, производственные процессы, сферы применения и рыночная ситуация.
1. Технические нормы и классификация
SEMI (Международная ассоциация производителей оборудования и материалов для полупроводниковой промышленности) устанавливает для степеней G2/G2 жёсткие требования к содержанию металлических ионов, твёрдых частиц и воды.
UP (SEMI G2): вода ≤ 0,1 %, суммарные металлические примеси ≤ 1 ppb (ключевые элементы Na, K, Fe ≤ 0,1 ppb), частицы ≥ 0,5 µm ≤ 25 шт./мл.
UP-S (SEMI G3): суммарные металлы ≤ 0,5 ppb, вода ≤ 0,05 %, частицы ≤ 10 шт./мл.
Госстандарт КНР GB/T 678-2022 для безводного этанола предусматривает максимальную чистоту 99,7 %, что на целое поколение отстаёт от SEMI.
2. Производственные процессы и ключевые технологии
а) Молекулярное сито для обезвоживания: зеолиты CG-EA318/319 проводят глубокое обезвоживание 95 %-ного технического этанола; многоколонная (пятиколонная) непрерывная ректификация снижает энергозатраты на 30 %.
б) Суббуилинг-ректификация: перегонка при 50–60 °C исключает обугливание органики; количество частиц снижается на 80 %.
в) Терминальная фильтрация: мембраны PTFE 0,1 µm и «чистая» фасовка (фторопластовая подкладка в баллонах) обеспечивают чистоту при розливе уровня ISO Class 3; после фильтрации остаётся < 5 частиц/мл (≥ 0,2 µm).
3. Основные сферы применения
Полупроводники: UP-S-этанол используют для предварительной очистки перед EUV-литографией; в техническом белом бумаге SMIC (2024) сообщается о снижении дефектности поверхности пластины до 0,03 см⁻².
Фотоэлектрические элементы: при очистке тыльной пассивационной плёнки PERC-батарей применяется UP-этанол; превышение Na > 1 ppb снижает КПД на 0,2 %. LONGi полностью перешла на SEMI G2 в I кв. 2025 г.
Биофарма: на этапе осаждения ДНК-матрицы для mRNA-вакцин требуется RNase-free этанол; тесты CRO-предприятия показали, что остаточная активность нуклеаз в UP-этаноле на два порядка ниже фармакопейного предела.
4. Рыночная структура и импортозамещение
Глобальный рынок G3-продукта контролируют Merck (Германия) и Honeywell (США), цена до 3000 юаней/л. Китайские производители (Jiangsu Qiangsheng Functional Chemicals, Shanghai Macklin) освоили UP-степень, но G3 всё ещё импортируется. Таможенная статистика КНР: в 2024 г. ввезено 12 тыс. т электронного этанола, 65 % — класса G3. Пилотная установка Института 718 ЦСИК с суперкритической СО₂-экстракцией вышла на показатель металлов 0,3 ppb; серийное производство G3 планируется к 2026 г.
5. Проблемы контроля качества
Методы ультра-анализа: ICP-MS с пределом обнаружения 0,01 ppb стоит > 3 млн долл., что ограничивает доступ малых компаний.
Риски при хранении/транспортировке: эксперимент показал, что за 30 сут в контейнере из HDPE вымывается 0,5 ppb Zn; для высоких степеней применяют перфторалкоксисмолы.
Стабильность партий: у одного фотоэлектрического завода разброс K⁺ между партиями UP-этанола составил 0,2 ppb; внедрены SPC-карты для онлайн-контроля.
При развитии полупроводников 3-го поколения и передовой упаковки спрос на UP-S-этанол будет расти на 15 % в год. Ключевые направления будущих инноваций:
1) гибрид «молекулярное сито + ректификация» для снижения энергозатрат на 30 %;
2) ИИ-модели прогнозирования чистоты;
3) биоразлагаемые наноматериалы для упаковки.
Отечественной отрасли необходимо синхронизировать стандарты, аналитическую базу и критические материалы, чтобы прервать монополию иностранных поставщиков на рынке высоких степеней.