在半导体制造领域，无尘车间的洁净度直接决定了产品良率与可靠性。随着芯片制程向3nm、2nm甚至更小节点推进，车间对空气中≥0.1μm颗粒物的控制要求已趋近“零容忍”。然而，维持超高洁净度的同时，传统空气循环系统的高能耗问题日益凸显——风机、空调机组（AHU）的持续运行往往占据车间总能耗的40%以上。如何通过技术创新实现“洁净度”与“能效比”的平衡？FFU（风机过滤单元）与DCC（干式冷却盘管）的协同系统，正成为半导体电子无尘车间空气循环升级的核心方案。
一、FFU与DCC的技术原理与功能定位
1.FFU：末端精准净化的“毛细血管”
FFU是一种自带风机的模块化过滤设备，通常嵌入无尘车间吊顶，直接向工作区输送经过HEPA/ULPA过滤的洁净空气。其核心优势在于：
灵活布局：可根据车间洁净度需求，分区独立控制风速与启停；
高效过滤：对≥0.3μm颗粒物的拦截效率达99.97%以上，满足Class 100（ISO 5级）甚至更高标准；
低噪音设计：通过优化风机叶轮与隔音材料，运行噪音≤55dB，避免干扰精密设备。
2.DCC：温度控制的“节能中枢”
DCC是一种无水运行的冷却装置，通过冷冻水循环吸收车间热量，替代传统空调机组的表冷器。其技术亮点包括：
干式运行：避免冷凝水产生，杜绝微生物滋生风险，符合半导体车间对“无水化”的严苛要求；
高显热比：专注于降低空气温度而非湿度，显热比（SHR）可达0.9以上，减少除湿能耗；
模块化集成：可与FFU吊顶系统无缝对接，节省空间并简化管路设计。
二、FFU与DCC的协同工作模式
1.分层空气循环：垂直送风与水平冷却的耦合
在典型半导体无尘车间中，FFU与DCC的协同通过“分层设计”实现：
上层（FFU层）：FFU以0.45-0.6m/s的风速垂直向下送风，形成单向层流，快速稀释并带走工作区颗粒物；
中层（DCC层）：DCC盘管布置于FFU下方，通过冷冻水循环吸收空气热量，将温度控制在22±0.5℃，同时避免过度除湿；
下层（工作区）：洁净空气与设备散热形成的热空气上升，被上层FFU重新捕获，形成“送风-冷却-回风”的闭环循环。
2.智能控制：动态调节与能耗优化
协同系统的智能化体现在三大控制逻辑：
分区启停：根据车间布局划分洁净区域，通过传感器监测各区域粒子浓度与温度，动态调整FFU与DCC的运行数量；
变频调节：FFU风机采用EC电机，根据压差反馈实时调整转速，避免全速运行的能源浪费；
冷冻水流量控制：DCC系统根据车间热负荷变化，通过电动阀调节冷冻水流量，维持温度稳定的同时降低水泵能耗。
三、协同方案的实际效益：某12英寸晶圆厂案例
以国内某12英寸晶圆厂的无尘车间改造项目为例，引入FFU+DCC协同系统后，实现以下突破：
洁净度提升：车间整体洁净度从Class 1000（ISO 6级）升级至Class 10（ISO 4级），颗粒物浓度降低90%；
能耗下降：空调系统总能耗降低32%，其中DCC替代传统AHU表冷器后，除湿能耗减少45%；
运维简化：模块化设计使设备维护时间缩短50%，故障率降低至0.2次/年。
福建永科结语
FFU与DCC的协同，不仅是空气循环技术的升级，更是半导体制造向“绿色精益”转型的关键一步。通过精准的分层控制、智能的动态调节与模块化的系统集成，这一方案在保障纳米级洁净度的同时，将能耗优化至行业领先水平。未来，随着AI算法与物联网技术的深度融合，FFU-DCC系统将进一步实现“自感知、自优化”，为半导体电子无尘车间构建“洁净度-能效比-运维成本”的三维最优解，推动行业向更高标准持续突破。
