12 英寸晶圆厂超纯水（UPW）制备站电气高精度智能监控改造项目

12 英寸晶圆制造超纯水站采用 “预处理→双级 RO→EDI→抛光混床” 工艺，产水电阻率要求稳定达到 18.2MΩ・cm，为光刻、清洗、刻蚀工艺供水。超纯水系统对供电稳定性、电气控制精度要求极高，短暂电压扰动、泵组异常波动，会直接造成产水水质劣化，引发整片晶圆报废。站内大量高压泵、增压泵、再生药剂投加泵，原有电气系统缺少高精度实时监测；UPS 后备电源蓄电池依靠季度人工巡检，单体电芯衰减无法提前发现，存在断电风险。电气控制系统、水质监测系统相互独立，无法建立泵组电流、压力波动与水质指标联动分析；洁净厂房对设备防尘、无散热风扇有严格要求，普通工控设备无法直接部署。超纯水站 7×24 小时不间断运行，改造必须分期实施，严禁全线停机。

搭建适配半导体洁净环境的超纯水电气智能管控平台，选用无风扇、低发尘型测控硬件，满足 Class 洁净车间规范。对反渗透、EDI 高压泵部署高精度变频控制系统，实时联动产水电导率、电阻率、膜压差参数，动态调节泵运行压力，稳定产水水质。部署 UPS 蓄电池 BMS 在线监测系统，采集每节电芯电压、内阻、温度，提前预判电池衰减风险；高低压配电室加装高精度电能质量分析仪，捕捉电压暂降、谐波扰动事件，精确记录扰动发生时序。搭建双冗余光纤工业环网，网络自愈时间≤200ms，杜绝通信中断；打通电气平台与厂务 FMCS 系统，电气扰动数据与 MES 生产批次信息时序对齐，支撑产品不良溯源。系统设置本地独立控制模式，中控平台维护期间超纯水工艺持续稳定运行，采用单系列轮换停机实施改造。

实现电气微小扰动、水质指标同步记录，建立供电波动与晶圆产品良率关联分析能力，工艺不良溯源效率大幅提升。蓄电池电芯级监测杜绝后备电源失效风险，超纯水连续供水可靠性提升至 99.995%。高压泵压力智能调节，超纯水系统节电 13%，同时减少膜元件频繁压力冲击，延长 EDI 与反渗透膜使用寿命。洁净型硬件完全适配无尘车间环境，改造不产生粉尘污染，分期施工方案不中断晶圆生产。双冗余环网满足半导体工厂极高等级连续运行标准；整套方案为国内多条 12 英寸、8 英寸晶圆产线超纯水站智能化改造标杆方案，可标准化复制。