某公司自筹资金建立集成电路芯片生产线，生产6时硅片5000片，工艺技术水平达到l.Oum。2000年开始实施时资金非常紧张，目标就是要用最少的钱把项目运转起来。在随后的三年内，随着该公司生产步入正轨，逐步增加工艺设备，扩大生产规模，对厂房进行多次改造，所以在一个厂房内包含多种洁净方式。

主厂房的一侧为办公区，共三层：一层为大厅、一次更衣室等，二层为洁净更衣室、洁净服清洗等洁净厂房的辅助房间，三层为办公区；主厂房另一侧为工艺生产区，根据生产工艺及建设期不同可分为五个区域，下图为该厂房平面的简单区划。

①②③区域有防微振要求，采用典型的三层结构方式，即下夹层、工艺生产区及上夹层；④区域为预留工艺区，楼板下沉600mm，架设回风隔栅地板；⑤区域为普通净化生产区。2000年主体结构全部做好，内部根据需要逐步实施。①②区域为一期实施区，⑤区域也是一期实施，现在正在进行改造，③④区域为二期实施区域。

2 洁净系统方案介绍

五个区域净化方式各不相同，下面分别进行介绍：

2.1①区域为一期工程中除光刻外的其它工艺区，主要包括清洗、刻蚀、外延、氧化扩散、离子注入等工序，工艺生产区平面布局为传统的海湾式，即工艺设备放在灰区（或称为后区），操作面设在前区。前区洁净度要求6级，灰区为7级。当时资金非常紧张，所以采用传统的净化空调方式，即新、回风混合后经初、中效过滤器过滤，温湿度处理后经风机加压，再经过设在吊顶上的高效过滤器送风口过滤后送入室内，通过回风隔栅地板、下技术夹层回风。空调器采用卧式组合式空调器，集中设置在空调机房内。

通常空调系统是根据生产工艺流程并且就近来进行系统划分，但在此项目中不适用。工艺设备发热量大部分集中在灰区，前区发热量很小，而前区的洁净级别高，洁净风量大，所需的送风温差很小。相反的，灰区洁净级别相对较低，满足洁净度要求所需洁净风量相对较小，为消除工艺设备发热量，在温湿度允许的范围内，尽可能加大送风温差。经过计算，外延前区、氧化扩散前区、离子注入前区划为一个系统，送风温差为2.2℃；而外延后区、氧化扩散后区、清洗灰区、离子注入后区划为一个系统，送风温差为lOcC。这样来划分系统，限度地节省冷量及用电量。但相邻的房间不是一个系统，一个系绕的几个房间分散开很远的距离，势必造成管道交叉增多，给设计及施工增加难度。

2.2②区域为光刻间，洁净级别为5级，上夹层为送风静压箱，吊顶由风机过滤器单元(FFU)+金属吊顶框架组成，地面为架空回风隔栅地板，安装在防微振平台上，保证生产区的垂直单向流。光刻间面积为450m2，一期工程实施l60m2，工艺设备发热及围护结构、人员、照明等计算得出实际需要的消除余热量很小。考虑投资因素，没有采用干冷却盘管消除余热的方式，而是选用一台组合式空调器，采用类似于二次回风系统的方式，即部分循环风回到空调器，与经初中效过滤后的新风混合，经表冷段、加热段、加湿段及风机加压，送到上夹层，以保证房间的温湿度要求。这种做法可减少二次冷冻水循环系统的投资，并使日常的运行管理简单化，在当时情况下合理可行。

2.3③区域为二期工程的工艺生产区，包括清洗、离子注入、CVD、刻蚀等工序，2003年开始设计并实施。工艺生产区平面布局仍为海湾式，但与一期工程相比，工艺设备对环境要求提高，前区洁净度提高到5级，灰区仍为7级。

近两年，国内IC厂房建设项目如雨后春笋，操作区洁净级别为5级或更高，所以国内市场FFU用量大增，使得价格很快下降到业主可以接受的范围，所以二期工程采用FFU+新风系统的方式。FFU的个数根据净化级别要求及负荷计算确定。

IC厂房生产过程中散湿量很小，可忽略不计，新风集中处理，由室内湿度敏感元件控制新风机组的表冷器上的电动阀和蒸汽加湿器的电动执行机构，满足房间的湿度要求。 A房间的温度由设在下夹层的干冷却盘管保证。循环风经干冷却盘管冷却后与处理后的新风混合，进入上部送风静压室，经FFU加压、过滤后送入生产区，其气流流程为：回风_÷干冷却盘管_和新风混合~FFU~生产区_回风格栅地板_回风。干冷却盘管的水管上设电动阀，由相应房间的温度敏感元件控制。

2.4④区域为预留工艺区，空气处理过程与③区域相同，区别在于没有下夹层，干冷却盘管只能设在上夹层。为防止干冷却盘管或管路漏水，需加装滴水盘，给安装、维护带来麻烦。

图2为③④区域的剖面图，可以清楚地看到空气流程。

2.5⑤区域一期实施时为蒸发、合金间及磨片间，净化级别为6级，后因甲方工艺调整放置外延炉，要求在原有空调器不更换的条件下进行改造，操作面达到5级，温湿度要求为23+2。C，45+10%；灰区尽可能达到7级，温湿度要求为18～28C，40～70%。经过核算，原有空调机能力刚好能满足前区的净化风量，所以建议甲方采用翻转式净化方式，即前区与灰区之间的隔墙下部设固定百叶风口，洁净风全部送到前区，满足前区的温湿度及洁净度要求，再通过百叶风口到灰区，消除房间余热后，由吊顶上百叶风口回到空调机。这种做法不能保证灰区的温度，只能用在灰区要求不严格的情况。空气流程剖面图见图3。

3 洁净系统FFU方案优势

3.1 综合比较

单纯从洁净系统上讲，传统的集中送风系统造价比FFU系统的造价低，适用于6级或更低的洁净级别，但占用的空调机房面积大。FFU系统适用于5级及以上的洁净级别，存在问题是为了避免噪声叠加超过洁净规范中洁净室的噪声标准，FFU机外余压偏小，需要严格控制干冷却盘管及回风夹道的阻力，一定程度上增加了回风夹道占用面积，同样影响综合造价。

近年来，FFU技术成熟及在国内市场上用量加大，价格几乎下降一半。随着国内芯片生产工艺技术的不断提高，微环境的使用降低了工艺生产区的洁净度要求，FFU的铺设率降低，也使得这种洁净系统方式的综合投资更为有利。

3.2施工周期

很显然，FFU系统比集中送风系统的施工安装速度快，但传统的施工过程的改革也是日新月异。例如无法兰风管的制作，制作速度快，风管的质量非常好。

3.3 运行能耗

FFU系统降低了沿程阻力，所以系统的用电量要明显低于集中送风系统。干冷却盘管满足相应房间的温度要求，比集中送风系统更节省冷量。

3.4运行及日常维护

半导体项目要求连续保证生产环境的洁净度及温湿度，所以空调机需备用。对于集中送风方式同一个系统采用2台组合式空调机，送回风管连通，每台空调器负担系统的60%，风机变频。如其中一台出现故障，另一台空调机的风机高速运转。FFU系统的新风集中处理系统做法同此。为了保证正常生产，在生产运行中要求运行管理人员加强日常维护。

传统观念认为，集中送风系统设备数量少、集中，易于维护。FFU系统风机台数多，故障几率大。但有资料表明，采用FFU系统的用户每天24小时连续运行，5年来无故障发生的已不在少数。

3.5灵活性

由于芯片制造工业技术发展极为迅速，一种产品或生产工艺会很快更新换代，生产区内隔间和洁净度要求也必须适应生产工艺的要求而随之调整。显然，FFU+新风系统的方式在此方面具有明显的优势。