在全球绿色制造与“双碳”目标驱动下，半导体产业正从规模扩张转向高质量低碳发展。超纯水作为芯片光刻、刻蚀、清洗的关键介质，其制备系统具有高水耗、高能耗特征，已成为半导体厂节能减排的核心环节。当前，行业以低能耗纯化、全流程水循环、智能化管控为方向，推动半导体用超纯水设备向节能化、资源化、0排放升级，支撑先进制程与绿色生产协同落地。
节能技术是超纯水系统降本减碳的核心突破口，重点围绕反渗透、电去离子等关键单元优化。传统反渗透单元因高压运行能耗占比超60%，新一代设备普遍配置能量回收装置（ERD），可回收浓水余压并转化为进水动力，使系统能耗降低25%—40%。配合低压/超低压反渗透膜，在保证脱盐率的前提下降低运行压力，进一步减少泵组负荷。同时，以连续电去离子（EDI）替代传统离子交换树脂，无需酸碱再生，从源头消除化学废液污染，吨水能耗下降15%—25%，水质稳定达到18.25MΩ·cm，满足3nm以下先进制程要求。此外，变频驱动、热泵余热回收、恒温预处理等技术普及，将系统综合能耗降至2.5kWh/吨水以下，大型产线年节电可达数百万度，碳减排效果明显。
循环利用技术是破解半导体水耗瓶颈、实现水资源高效利用的关键路径。政策层面，《电子工业水污染物排放标准》《工业废水循环利用实施方案》明确要求电子行业水重复利用率不低于80%—85%，倒逼企业构建分质分流、梯级回用的闭环水系统。主流工艺采用“RO浓水回收→EDI冲洗水回用→废水深度处理再生”三级循环：RO浓水经处理后回流至前端预处理，减少原水消耗；工艺废水经混凝、膜分离、紫外氧化净化后，分别回用作冷却补水、工艺用水；终端废水经膜蒸馏与蒸发结晶处理，实现零液体排放（ZLD）。头部企业通过该模式将水重复利用率提升至90%以上，单厂年节水超10万吨，大幅降低对市政水源的依赖。
智能化与集成化成为绿色超纯水系统的重要支撑。基于物联网与AI算法的智能管控平台，可实时监测水质、流量、压力、能耗等参数，动态调整泵组、阀门与加药系统，避免无效运行与资源浪费。数字孪生技术模拟全流程运行，优化工艺参数与负荷分配，实现节能与稳产平衡。模块化、集装箱式集成设备缩短安装周期、减少占地面积，适配晶圆厂柔性扩产需求，同时降低运输与施工碳排放。
从行业实践看，绿色化升级已成为
半导体用超纯水设备的核心竞争力。国内多条12英寸晶圆产线采用“双级RO+节能EDI+能量回收+全流程回用”集成方案，实现能耗降低18%、水回收率超92%，兼顾环保合规与生产效益。随着先进制程对水质要求持续提升，节能与循环技术将向更高纯度、更低能耗、更高回用率演进，纳米复合膜、无浓水EDI、热泵浓缩蒸发等前沿技术逐步产业化。
未来，半导体超纯水设备将以节能、循环、智能、零碳为发展主线，深度融合膜材料、能源回收、数字控制技术，构建“取水—制水—用水—回水—再生”全链条绿色体系。这不仅是企业落实ESG责任、降低运营成本的必然选择，更是我国半导体产业突破资源环境约束、提升全球竞争力的重要保障，为绿色制造与高档制造协同发展提供坚实支撑。
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更新时间：2026-02-25 
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