第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

潔凈技術(shù)又稱為生產(chǎn)環(huán)境和污染控制技術(shù)，是近二、三十年來(lái)隨著高新技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一門綜合性的新興科學(xué)技術(shù)。潔凈技術(shù)專門 研究 并提供潔凈的生產(chǎn)工藝環(huán)境和生產(chǎn)過(guò)程中使用的各種高純介質(zhì)，有效地控制微量雜質(zhì)，以保證高科技產(chǎn)品的成品率和可靠性。潔凈技術(shù)通常包括：空氣凈化技術(shù)、空調(diào)技術(shù)、水純化技術(shù)、氣體純化技術(shù)、微量雜質(zhì)控制技術(shù)、潔凈環(huán)境的監(jiān)測(cè)技術(shù)及相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量的控制技術(shù)。凈化工程技術(shù)在電子、核子、航空航天、生物工程、制藥、精密機(jī)械、化工、食品、汽車制造等高科技工業(yè)領(lǐng)域及現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備來(lái)講，凈化工程技術(shù)在微電子技術(shù)中起著十分重要的作用。微電子技術(shù)的核心是集成電路，而集成電路的生產(chǎn)對(duì)其工藝環(huán)境和工藝流程中的凈化技術(shù)和設(shè)備提出了嚴(yán)格的要求。我國(guó)“九五”期間大力發(fā)展以微電子為重點(diǎn)的信息產(chǎn)業(yè)。凈化工程技術(shù)水平在某種意義上已成為衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)科學(xué)技術(shù)水平和工業(yè)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。

隨著我國(guó)人民生活水平提高，人們對(duì)生存環(huán)境及生活質(zhì)量提出了越來(lái)越高要求，用水純化設(shè)備制備的高純水已受到人們普遍歡迎，凈化工程技術(shù)已開(kāi)始進(jìn)入千家萬(wàn)戶，進(jìn)入人們的現(xiàn)代生活。

我國(guó)的潔凈技術(shù)和設(shè)備與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比差距是明顯的，我國(guó)1965年才開(kāi)始生產(chǎn)的HEPA過(guò)濾器，比國(guó)外晚了十五年。1975年開(kāi)始生產(chǎn)的光散射塵埃粒子計(jì)數(shù)器比國(guó)外晚了二十年。0.1微米潔凈技術(shù)和設(shè)備在國(guó)際上先進(jìn)國(guó)家已成為成熟技術(shù)，我國(guó)則剛剛起步。

世界各工業(yè)先進(jìn)國(guó)家為適應(yīng)超凈技術(shù)的發(fā)展，對(duì)大量使用的高效過(guò)濾器的 研究 從未中斷，幾年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)不同結(jié)構(gòu)不同性能的新產(chǎn)品，美國(guó)自1979年開(kāi)始研制0．1微米ULPA過(guò)濾器，1984年美國(guó)AAF公司開(kāi)始生產(chǎn)0．1微米無(wú)隔板ULPA過(guò)濾器，目前0．1微米ULPA過(guò)濾器在美國(guó)AAF公司、FLANDERS公司和CAMBRIDGE公司已形成商品化生產(chǎn)。日本也已成為世界上生產(chǎn)0．1微米ULPA過(guò)濾器廠家最多的國(guó)家，品種繁多，產(chǎn)品系列化，尤其是低壓損型0．1微米ULPA過(guò)濾器的開(kāi)發(fā)成功解決了初阻力大的技術(shù)難題。國(guó)際市場(chǎng)對(duì)高效空氣過(guò)濾器的需求量很大，且每年均有增長(zhǎng)，目前日本每年銷售超過(guò)100萬(wàn)臺(tái)，按每臺(tái)平均價(jià)格200美元計(jì)算，銷售額達(dá)2億美元。我國(guó)高效空氣過(guò)濾器市場(chǎng)需求量已接近每年10萬(wàn)臺(tái)，占國(guó)際市場(chǎng)的2％~4％，但至今還沒(méi)有0．1微米ULPA過(guò)濾器生產(chǎn)，用于超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)潔凈廠房及各種高科技領(lǐng)域潔凈廠房的0.1微米ULPA過(guò)濾器目前還要依賴進(jìn)口。

在潔凈室建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平上，我國(guó)與先進(jìn)國(guó)家差距更大。日本清水建設(shè)公司一家，1982年到1987年期間承建的潔凈室面積達(dá)71．8萬(wàn)平方米，而我國(guó)目前一年承建的潔凈室總面積還不到10萬(wàn)平方米，但八五期間有較大發(fā)展，1993年承建潔凈室總面積已接近15萬(wàn)平方米。美國(guó)的潔凈室建設(shè)規(guī)模更大，1998年統(tǒng)計(jì)已達(dá)188．5萬(wàn)平方米。在潔凈工程技術(shù)水平上，80年代末期，國(guó)外已大量建成0．1微米級(jí)的超凈室，1987年日本三洋新瀉工場(chǎng)建成十級(jí)潔凈廠房3000平方米，NIT原木則建成了四個(gè)1000平方米控制0．1微米塵埃的千級(jí)廠房，換氣次數(shù)高達(dá)300次／分。美國(guó)在臺(tái)灣的TSMCS新廠已建成第四代管道式潔凈室總面積達(dá)10000平方米。我國(guó)使用的0，1微米十級(jí)潔凈室主要依賴從國(guó)外進(jìn)口。由于高潔凈級(jí)別的潔凈室造價(jià)十分昂貴，0．1微米十級(jí)潔凈室每平方米造價(jià)高達(dá)1萬(wàn)美元以上。在大規(guī)模集成電路制造裝備的投資中潔凈廠房占有相當(dāng)高的比例，這與集成電路工藝不斷更新，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來(lái)越快的發(fā)展趨勢(shì)不相適應(yīng)，嚴(yán)重制約了大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展。美國(guó)ASYST公司、德國(guó)MW公司發(fā)展的使用隔離技術(shù)的亞微米生產(chǎn)微環(huán)境系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)在近幾年中得到廣泛采用。該項(xiàng)最新的潔凈技術(shù)在100級(jí)潔凈度的潔凈廠房中，采用工藝設(shè)備局部使用隔離技術(shù)的微環(huán)境，把投資比例壓縮到高級(jí)別的微環(huán)境，消除了操作者與工藝設(shè)備運(yùn)行的二次污染源產(chǎn)生對(duì)集成電路成品率和可靠性的影響作用。

潔凈技術(shù)和裝備的國(guó)際市場(chǎng)十分巨大，日本到80年代末、90年代初潔凈技術(shù)和設(shè)備的銷售額已突破35億美元。美國(guó)和西歐等先進(jìn)國(guó)家潔凈設(shè)備和基礎(chǔ)部件的銷售額已達(dá)73億美元。據(jù)中國(guó)電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)主要八家最大的凈化設(shè)備廠的銷售額1990年為8217萬(wàn)元，還不足1億，1993年達(dá)到14495萬(wàn)元，占國(guó)際市場(chǎng)銷售額的0．34％。但隨著我國(guó)高新技術(shù)的迅速發(fā)展和微電子工業(yè)、光纖工業(yè)、液晶顯示工業(yè)及光電器件工業(yè)、生物工程、醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)潛在的巨大的潔凈技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)，以每年40％~50％的增長(zhǎng)速度在增加。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

在凈化時(shí)充分利用了氨中氣液兩相中水濃度的巨大差別，首先采用5N高純氨為原料，經(jīng)液相吸附，進(jìn)行預(yù)分離，含水量測(cè)定后，經(jīng)氣液兩相轉(zhuǎn)換，再次進(jìn)行汽化蒸發(fā)分離，進(jìn)入深度凈化器，在此NH3含水量<0.2×10-6，所有金屬離子<0.1×10-6。由此可見(jiàn)，在5.5N高純氨制備過(guò)程中，要充分利用氨中氣液兩相中水濃度的巨大差別，在氨蒸發(fā)時(shí)除了考慮蒸發(fā)量，還一定要避免液氨局部沸騰，在蒸發(fā)器設(shè)計(jì)時(shí)也要予以重視。同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)高純氨、超高純氨20多年的實(shí)踐，在氨凈化時(shí)，控制原料氨的質(zhì)量，顯得尤為重要。

第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析

中國(guó)氣體分離設(shè)備 行業(yè) 呈現(xiàn)出三種發(fā)展趨勢(shì)：氣體分離設(shè)備開(kāi)始向大型化方向發(fā)展，本土品牌積極跟進(jìn)，成效顯著；市場(chǎng)領(lǐng)域不斷拓展，除了鋼鐵 行業(yè) 外，制造商開(kāi)始為石化 行業(yè) 提供設(shè)備；技術(shù)不斷進(jìn)步，使5萬(wàn)等級(jí)以下的氣體分離設(shè)備不再完全依賴進(jìn)口。

由于國(guó)家對(duì)鋼鐵、電解鋁、煤炭 行業(yè) 加大調(diào)控力度，鋼鐵 行業(yè) 發(fā)展速度驟減，也直接影響到氣體分離設(shè)備 行業(yè) 的發(fā)展。一時(shí)間，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 內(nèi)出現(xiàn)了自2003年以來(lái)的首次訂貨減少，甚至使一些已經(jīng)簽了合同的設(shè)備被迫退貨，或者用戶要求延期交貨。這種情況在供貨最緊張的2003年是不存在的。

鋼鐵 行業(yè) 在經(jīng)歷了短暫的"休整期"后，到2004年下半年又開(kāi)始出現(xiàn)恢復(fù)性持續(xù)增長(zhǎng)，正是在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 的銷售情況又開(kāi)始逐步好轉(zhuǎn)。在經(jīng)歷一場(chǎng)陣痛之后，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 開(kāi)始尋找新的出路。

1、設(shè)備大型化

設(shè)備大型化不僅可以節(jié)省投資、減少占地面積，還可以大大降低設(shè)備運(yùn)行成本。以一套5萬(wàn)等級(jí)空分設(shè)備為例，無(wú)論是購(gòu)買設(shè)備的費(fèi)用，還是運(yùn)行、維修費(fèi)用等，都將大大低于兩套2.5萬(wàn)等級(jí)空分設(shè)備。況且，兩套2.5萬(wàn)等級(jí)空分設(shè)備聯(lián)動(dòng)，設(shè)備的故障概率也是一套設(shè)備的2倍。目前世界上運(yùn)行的最大空分設(shè)備是10萬(wàn)等級(jí)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備還做不了這么大。隨著技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在以杭氧集團(tuán)為首的國(guó)內(nèi)空分設(shè)備廠商已經(jīng)開(kāi)始自行設(shè)計(jì)、制造5萬(wàn)等級(jí)的空分設(shè)備，并打破了國(guó)外品牌在5萬(wàn)等級(jí)及以上空分設(shè)備的市場(chǎng)壟斷。

設(shè)備大型化后，單位產(chǎn)品的設(shè)備投資、土地占用面積和生產(chǎn)成本等低于小型化設(shè)備。這是顯而易見(jiàn)的，從目前的情況看，制約設(shè)備向大型化發(fā)展的因素主要還是技術(shù)水平。

2、拓展市場(chǎng)領(lǐng)域

到2003年為止，氣體分離設(shè)備的主要應(yīng)用領(lǐng)域仍然是鋼鐵 行業(yè) ，有70%的設(shè)備運(yùn)行在全國(guó)大大小小的鋼鐵廠。2004年，經(jīng)歷宏觀調(diào)控之后，這種以鋼鐵為主的市場(chǎng)格局開(kāi)始發(fā)生變化，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 開(kāi)始拓展石化領(lǐng)域。

2004年11月，杭氧集團(tuán)自主設(shè)計(jì)制造的5.2萬(wàn)等級(jí)空分設(shè)備中標(biāo)河南中原大化，河南開(kāi)封空分公司生產(chǎn)的4.8萬(wàn)等級(jí)空分設(shè)備落戶開(kāi)封。這不僅改寫(xiě)了石化領(lǐng)域使用的氣體分離設(shè)備多為進(jìn)口的歷史，同時(shí)也表明，中國(guó)空分設(shè)備制造企業(yè)的技術(shù)已基本接近世界先進(jìn)水平，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備與進(jìn)口設(shè)備之間存在著較大的價(jià)格差，成為國(guó)產(chǎn)設(shè)備最大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3、提高技術(shù)水平

設(shè)備大型化不是簡(jiǎn)單地把設(shè)備放大，它對(duì)整套設(shè)備的流程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、各單體設(shè)備的技術(shù)水平、DCS控制水平等都有相當(dāng)高要求。不可否認(rèn)，設(shè)備大型化的確能帶動(dòng)整個(gè) 行業(yè) 技術(shù)進(jìn)步，這也很符合 行業(yè) 技術(shù)發(fā)展的要求。眼下，在5萬(wàn)等級(jí)以下領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)設(shè)備能與進(jìn)口設(shè)備一爭(zhēng)高下的重要原因，除了價(jià)格優(yōu)勢(shì)外，更重要的是技術(shù)水平與國(guó)際接軌。由開(kāi)封空分集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)制造的山東德州4萬(wàn)等級(jí)空分設(shè)備的順利開(kāi)車，充分展示了國(guó)內(nèi)企業(yè)在成套設(shè)備流程設(shè)計(jì)、重要機(jī)組的設(shè)計(jì)制造、DCS控制等各方面都達(dá)到了一個(gè)新的水平。

分析 市場(chǎng)對(duì)氣體分離設(shè)備的需求不難看出，由于國(guó)際油價(jià)居高不下，因此"十一五"期間，國(guó)家對(duì)鋼鐵領(lǐng)域的投資不會(huì)有太大的增長(zhǎng)，但是對(duì)化工、石油領(lǐng)域的投資將會(huì)大增。當(dāng)然，化工、石油領(lǐng)域所需的的氣體分離設(shè)備都將是技術(shù)水平相當(dāng)高的大型設(shè)備。如一套年產(chǎn)500萬(wàn)噸的煤液化工程，將需要10套左右5萬(wàn)等級(jí)到7萬(wàn)等級(jí)的空分設(shè)備聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)。從技術(shù)上看，預(yù)計(jì)到2010年，國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)制造的7萬(wàn)等級(jí)氣體分離設(shè)備，基本上能達(dá)到世界先進(jìn)水平，滿足國(guó)內(nèi)大部分石化項(xiàng)目的要求。所以，在近一兩年，從氣體分離設(shè)備的制造套數(shù)來(lái)講，可能不會(huì)有太大的變化，但是，從氣體分離設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品產(chǎn)量（氧容量）來(lái)講，將會(huì)有較大的提高。


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