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、三十年來隨著高新技術(shù)發(fā)展起來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。

對于半導(dǎo)體設(shè)備來講，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)備提出了嚴格的要求。我國“九五”期間大力發(fā)展以微電子為重點的信息產(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國家和地區(qū)科學(xué)技術(shù)水平和工業(yè)水平的一個重要標(biāo)志。

隨著我國人民生活水平提高，人們對生存環(huán)境及生活質(zhì)量提出了越來越高要求，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)已開始進入千家萬戶，進入人們的現(xiàn)代生活。

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

世界各工業(yè)先進國家為適應(yīng)超凈技術(shù)的發(fā)展，對大量使用的高效過濾器的 研究 從未中斷，幾年來一直在開發(fā)不同結(jié)構(gòu)不同性能的新產(chǎn)品，美國自1979年開始研制0．1微米ULPA過濾器，1984年美國AAF公司開始生產(chǎn)0．1微米無隔板ULPA過濾器，目前0．1微米ULPA過濾器在美國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過濾器廠家最多的國家，品種繁多，產(chǎn)品系列化，尤其是低壓損型0．1微米ULPA過濾器的開發(fā)成功解決了初阻力大的技術(shù)難題。國際市場對高效空氣過濾器的需求量很大，且每年均有增長，目前日本每年銷售超過100萬臺，按每臺平均價格200美元計算，銷售額達2億美元。我國高效空氣過濾器市場需求量已接近每年10萬臺，占國際市場的2％~4％，但至今還沒有0．1微米ULPA過濾器生產(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過濾器目前還要依賴進口。

在潔凈室建設(shè)規(guī)模和技術(shù)水平上，我國與先進國家差距更大。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71．8萬平方米，而我國目前一年承建的潔凈室總面積還不到10萬平方米，但八五期間有較大發(fā)展，1993年承建潔凈室總面積已接近15萬平方米。美國的潔凈室建設(shè)規(guī)模更大，1998年統(tǒng)計已達188．5萬平方米。在潔凈工程技術(shù)水平上，80年代末期，國外已大量建成0．1微米級的超凈室，1987年日本三洋新瀉工場建成十級潔凈廠房3000平方米，NIT原木則建成了四個1000平方米控制0．1微米塵埃的千級廠房，換氣次數(shù)高達300次／分。美國在臺灣的TSMCS新廠已建成第四代管道式潔凈室總面積達10000平方米。我國使用的0，1微米十級潔凈室主要依賴從國外進口。由于高潔凈級別的潔凈室造價十分昂貴，0．1微米十級潔凈室每平方米造價高達1萬美元以上。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代周期越來越快的發(fā)展趨勢不相適應(yīng)，嚴重制約了大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展。美國ASYST公司、德國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。該項最新的潔凈技術(shù)在100級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別的微環(huán)境，消除了操作者與工藝設(shè)備運行的二次污染源產(chǎn)生對集成電路成品率和可靠性的影響作用。

潔凈技術(shù)和裝備的國際市場十分巨大，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。美國和西歐等先進國家潔凈設(shè)備和基礎(chǔ)部件的銷售額已達73億美元。據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，我國主要八家最大的凈化設(shè)備廠的銷售額1990年為8217萬元，還不足1億，1993年達到14495萬元，占國際市場銷售額的0．34％。但隨著我國高新技術(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，我國潛在的巨大的潔凈技術(shù)產(chǎn)品市場，以每年40％~50％的增長速度在增加。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

在凈化時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，進行預(yù)分離，含水量測定后，經(jīng)氣液兩相轉(zhuǎn)換，再次進行汽化蒸發(fā)分離，進入深度凈化器，在此NH3含水量<0.2×10-6，所有金屬離子<0.1×10-6。由此可見，在5.5N高純氨制備過程中，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)計時也要予以重視。同時根據(jù)生產(chǎn)高純氨、超高純氨20多年的實踐，在氨凈化時，控制原料氨的質(zhì)量，顯得尤為重要。

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

中國氣體分離設(shè)備 行業(yè) 呈現(xiàn)出三種發(fā)展趨勢：氣體分離設(shè)備開始向大型化方向發(fā)展，本土品牌積極跟進，成效顯著；市場領(lǐng)域不斷拓展，除了鋼鐵 行業(yè) 外，制造商開始為石化 行業(yè) 提供設(shè)備；技術(shù)不斷進步，使5萬等級以下的氣體分離設(shè)備不再完全依賴進口。

由于國家對鋼鐵、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。一時間，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 內(nèi)出現(xiàn)了自2003年以來的首次訂貨減少，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年下半年又開始出現(xiàn)恢復(fù)性持續(xù)增長，正是在這樣的市場環(huán)境下，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 的銷售情況又開始逐步好轉(zhuǎn)。在經(jīng)歷一場陣痛之后，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 開始尋找新的出路。

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)備運行成本。以一套5萬等級空分設(shè)備為例，無論是購買設(shè)備的費用，還是運行、維修費用等，都將大大低于兩套2.5萬等級空分設(shè)備。況且，兩套2.5萬等級空分設(shè)備聯(lián)動，設(shè)備的故障概率也是一套設(shè)備的2倍。目前世界上運行的最大空分設(shè)備是10萬等級，國產(chǎn)設(shè)備還做不了這么大。隨著技術(shù)的進步，現(xiàn)在以杭氧集團為首的國內(nèi)空分設(shè)備廠商已經(jīng)開始自行設(shè)計、制造5萬等級的空分設(shè)備，并打破了國外品牌在5萬等級及以上空分設(shè)備的市場壟斷。

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)備運行在全國大大小小的鋼鐵廠。2004年，經(jīng)歷宏觀調(diào)控之后，這種以鋼鐵為主的市場格局開始發(fā)生變化，氣體分離設(shè)備 行業(yè) 開始拓展石化領(lǐng)域。

2004年11月，杭氧集團自主設(shè)計制造的5.2萬等級空分設(shè)備中標(biāo)河南中原大化，河南開封空分公司生產(chǎn)的4.8萬等級空分設(shè)備落戶開封。這不僅改寫了石化領(lǐng)域使用的氣體分離設(shè)備多為進口的歷史，同時也表明，中國空分設(shè)備制造企業(yè)的技術(shù)已基本接近世界先進水平，而國產(chǎn)設(shè)備與進口設(shè)備之間存在著較大的價格差，成為國產(chǎn)設(shè)備最大的競爭優(yōu)勢。

3、提高技術(shù)水平

設(shè)備大型化不是簡單地把設(shè)備放大，它對整套設(shè)備的流程設(shè)計、工藝設(shè)計、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，設(shè)備大型化的確能帶動整個 行業(yè) 技術(shù)進步，這也很符合 行業(yè) 技術(shù)發(fā)展的要求。眼下，在5萬等級以下領(lǐng)域的國產(chǎn)設(shè)備能與進口設(shè)備一爭高下的重要原因，除了價格優(yōu)勢外，更重要的是技術(shù)水平與國際接軌。由開封空分集團有限公司設(shè)計制造的山東德州4萬等級空分設(shè)備的順利開車，充分展示了國內(nèi)企業(yè)在成套設(shè)備流程設(shè)計、重要機組的設(shè)計制造、DCS控制等各方面都達到了一個新的水平。

分析 市場對氣體分離設(shè)備的需求不難看出，由于國際油價居高不下，因此"十一五"期間，國家對鋼鐵領(lǐng)域的投資不會有太大的增長，但是對化工、石油領(lǐng)域的投資將會大增。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)500萬噸的煤液化工程，將需要10套左右5萬等級到7萬等級的空分設(shè)備聯(lián)動生產(chǎn)。從技術(shù)上看，預(yù)計到2010年，國內(nèi)設(shè)計制造的7萬等級氣體分離設(shè)備，基本上能達到世界先進水平，滿足國內(nèi)大部分石化項目的要求。所以，在近一兩年，從氣體分離設(shè)備的制造套數(shù)來講，可能不會有太大的變化，但是，從氣體分離設(shè)備生產(chǎn)出來的產(chǎn)品產(chǎn)量（氧容量）來講，將會有較大的提高。


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