全球五大晶圓廠為何紛紛淘汰鑄鐵？花崗岩平台在無塵室環境中的零污染優勢分析。

在半導體製造領域，無塵室環境的潔淨度直接影響晶圓生產的良率和晶片的性能。全球TOP 5晶圓廠已全數淘汰傳統鑄鐵材質，轉而採用花崗岩平台。背後，是對無塵室零污染環境的極致追求。花崗岩平台憑藉著自身特性，在無塵室中展現出無可比擬的優勢，成為晶圓廠的新寵。

鑄鐵材料在無塵室中的“致命缺陷”
鑄鐵作為傳統工業材料，在機械性質方面曾具有一定優勢，但在半導體無塵室環境中卻有許多問題。首先，鑄鐵表面微觀結構不夠緻密，存在大量肉眼無法察覺的孔隙和微小裂縫。在無塵室的日常運作中，這些孔隙極易吸附灰塵、油污及各類化學污染物，成為污染源的藏身處。一旦污染物積聚，在晶圓製造的精密操作過程中，它們可能會脫落並黏附在晶圓表面，造成晶片短路、斷路等嚴重的品質問題。
其次，鑄鐵的化學穩定性相對較差。晶圓製造過程中，會使用氫氟酸、硫酸等各種腐蝕性化學試劑。在這些化學物質的侵蝕下，鑄鐵容易發生氧化和腐蝕反應。腐蝕產生的鐵鏽和金屬離子不僅污染無塵室環境，還可能與晶圓表面的材料發生化學反應，損害晶圓的物理和化學性能，大幅降低產品良率。
花崗岩平台的「零污染」特性
花崗岩平台之所以受到全球TOP 5晶圓廠的青睞，在於其與生俱來的「零污染」特性。花崗岩是經過億萬年地質作用形成的天然石材，其內部礦物晶體結晶緊密，結構緻密均勻，表面幾乎沒有孔隙。這種獨特的結構確保其不會吸附灰塵和污染物。即使在潔淨室內頻繁的氣流擾動以及人員和設備活動下，花崗岩平台表面仍能保持潔淨，防止污染物的滋長和擴散。
在化學穩定性方面，花崗岩表現優異。其主要成分為石英、長石等礦物，化學性質極為穩定，幾乎不與任何常見的化學試劑反應。在晶圓製造複雜的化學環境中，花崗岩平台能夠輕易應付各種腐蝕性試劑的侵蝕，不會產生腐蝕產物或金屬離子污染，為晶圓生產提供安全潔淨的基礎平台。同時，花崗岩不導電，不會產生靜電，避免了靜電吸附塵埃顆粒帶來的污染風險，進一步保障了無塵室的環境品質。
從成本和效益的角度選擇材料
雖然花崗岩平台的初始採購成本相對鑄鐵平台較高，但從長遠來看，其帶來的綜合效益遠遠超過成本差異。鑄鐵平台因污染問題需要頻繁清潔維護，以及產品不良率上升帶來的巨大損失，使得整體生產成本居高不下。花崗岩平台以其零污染的優勢，大幅減少了無塵室的清潔維護頻率和產品不良率，降低了營運成本，提升了生產效率和產品品質。以一家年產能百萬片晶圓的工廠為例，採用花崗岩平台後，每年可減少污染損失上千萬元，投資回報非常可觀。
全球五大晶圓廠基於對無塵室環境及生產效率的綜合考量，紛紛放棄鑄鐵平台，轉而採用花崗岩平台。花崗岩平台的零污染優勢為晶圓生產提供了可靠的保障，推動半導體製造朝向更高精度、更高良率的方向發展。隨著半導體技術的不斷發展，花崗岩平台必將在未來晶圓製造中扮演更重要的角色。