Een cleanroom is een speciale vorm van omgevingscontrole waarmee factoren zoals het aantal deeltjes, de luchtvochtigheid, de temperatuur en de statische elektriciteit in de lucht kunnen worden gereguleerd om specifieke reinheidsnormen te bereiken. Cleanrooms worden veelvuldig gebruikt in hightechindustrieën zoals de halfgeleiderindustrie, elektronica, farmaceutische industrie, luchtvaart, ruimtevaart en biomedische sector.
1. De samenstelling van een cleanroom
Cleanrooms omvatten industriële cleanrooms en biologische cleanrooms. Cleanrooms bestaan uit cleanroomsystemen, cleanroomprocessystemen en secundaire distributiesystemen.
Luchtkwaliteitsniveau
Een norm voor het bepalen van de maximale concentratielimiet van deeltjes groter dan of gelijk aan de beschouwde deeltjesgrootte per volume-eenheid lucht in een cleanroom. In de Verenigde Staten worden cleanrooms getest en goedgekeurd in lege, statische en dynamische toestand, in overeenstemming met de "Clean Room Design Specifications" en de "Clean Room Construction and Acceptance Specifications".
Kernnormen voor hygiëne
De continue stabiliteit van reinheid en beheersing van vervuiling is de kernnorm voor het testen van de kwaliteit van cleanrooms. De norm is onderverdeeld in verschillende niveaus, afhankelijk van factoren zoals de regionale omgeving en reinheid. Veelgebruikt zijn internationale normen en nationale regionale industrienormen. De milieuniveaus van cleanrooms (gebieden) worden onderverdeeld in klasse 100, 1.000, 10.000 en 100.000.
2. Niveau van de cleanroom
Klasse 100 cleanroom
Een vrijwel stofvrije omgeving met slechts een zeer kleine hoeveelheid deeltjes in de lucht. De apparatuur binnenshuis is geavanceerd en het personeel draagt professionele, schone kleding tijdens de werkzaamheden.
Reinheidsnorm: Het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,5 µm per kubieke voet lucht mag niet meer dan 100 bedragen, en het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,1 µm mag niet meer dan 1000 bedragen. Verder wordt gesteld dat het maximaal toegestane aantal stofdeeltjes per kubieke meter (≥0,5 µm) 3500 is, terwijl het aantal stofdeeltjes ≥5 µm nul moet zijn.
Toepassingsgebied: Hoofdzakelijk gebruikt in productieprocessen met extreem hoge reinheidseisen, zoals grootschalige geïntegreerde schakelingen, uiterst nauwkeurige optische apparaten en andere fabricageprocessen. In deze sectoren is het essentieel dat producten in een stofvrije omgeving worden geproduceerd om de impact van deeltjes op de productkwaliteit te minimaliseren.
Cleanroom van klasse 1000
Vergeleken met een cleanroom van klasse 100 is het aantal deeltjes in de lucht toegenomen, maar het blijft nog steeds laag. De indeling van de ruimte is redelijk en de apparatuur is ordelijk geplaatst.
Reinheidsnorm: Het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,5 µm per kubieke voet lucht in een cleanroom van klasse 1000 mag niet meer dan 1000 bedragen, en het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,1 µm mag niet meer dan 10.000 bedragen. De norm voor een cleanroom van klasse 10.000 is dat het maximaal toegestane aantal stofdeeltjes per kubieke meter (≥0,5 µm) 350.000 is, en het maximaal toegestane aantal stofdeeltjes ≥5 µm 2000.
Toepassingsgebied: Geschikt voor bepaalde processen met relatief hoge eisen aan de luchtzuiverheid, zoals de productie van optische lenzen en kleine elektronische componenten. Hoewel de eisen aan de luchtzuiverheid in deze sectoren niet zo hoog zijn als in cleanrooms van klasse 100, moet er toch een zekere mate van luchtzuiverheid worden gehandhaafd om de productkwaliteit te waarborgen.
Cleanrooms van klasse 10.000
Het aantal deeltjes in de lucht neemt verder toe, maar het kan nog steeds voldoen aan de eisen van sommige processen met gemiddelde reinheidseisen. De binnenomgeving is schoon en netjes, met adequate verlichting en ventilatie.
Reinheidsnorm: Het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,5 µm per kubieke voet lucht mag niet meer dan 10.000 bedragen, en het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,1 µm mag niet meer dan 100.000 bedragen. Verder wordt gesteld dat het maximaal toegestane aantal stofdeeltjes per kubieke meter (≥0,5 µm) 3.500.000 is, en het maximaal toegestane aantal stofdeeltjes ≥5 µm 60.000.
Toepassingsgebied: Geschikt voor bepaalde processen met gemiddelde eisen aan de luchtzuiverheid, zoals farmaceutische en voedingsmiddelenproductieprocessen. In deze sectoren is het belangrijk een laag microbieel gehalte en een bepaalde luchtzuiverheid te handhaven om de hygiëne, veiligheid en stabiliteit van het product te waarborgen.
Cleanroom van klasse 100.000
Het aantal deeltjes in de lucht is relatief groot, maar kan nog steeds binnen acceptabele grenzen worden gehouden. Er kan aanvullende apparatuur in de ruimte aanwezig zijn om de luchtkwaliteit te verbeteren, zoals luchtreinigers, stofafscheiders, enzovoort.
Reinheidsnorm: Het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,5 µm per kubieke voet lucht mag niet meer dan 100.000 bedragen, en het aantal stofdeeltjes met een diameter groter dan 0,1 µm mag niet meer dan 1.000.000 bedragen. Verder wordt gesteld dat het maximaal toegestane aantal stofdeeltjes per kubieke meter (≥0,5 µm) 10.500.000 is, en het maximaal toegestane aantal stofdeeltjes ≥5 µm 60.000.
Toepassingsgebied: Geschikt voor bepaalde processen met relatief lage eisen aan de luchtzuiverheid, zoals de cosmetica-industrie en bepaalde voedingsmiddelenproductieprocessen. In deze sectoren zijn de eisen aan de luchtzuiverheid relatief laag, maar is het toch nodig om een zekere mate van reinheid te handhaven om de impact van deeltjes op producten te voorkomen.
3. Marktomvang van cleanroomtechnologie in China
Momenteel zijn er in de Chinese cleanroomindustrie weinig bedrijven die technologisch geavanceerd zijn en de kracht en ervaring hebben om grote projecten aan te pakken. Er zijn daarentegen veel kleine bedrijven. Deze kleine bedrijven beschikken niet over de capaciteit om internationale zaken te doen en grootschalige cleanroomprojecten van hoog niveau uit te voeren. De industrie kenmerkt zich momenteel door een competitief landschap met een hoge concentratie in de markt voor hoogwaardige cleanroomtechniek en een relatief verspreide markt voor cleanroomtechniek van laag niveau.
Cleanrooms worden veelvuldig gebruikt en verschillende industrieën stellen uiteenlopende eisen aan de cleanroomkwaliteit. De bouw van cleanrooms moet afgestemd zijn op de specifieke industrie en productieprocessen van de opdrachtgever. Daarom zijn bij cleanroomprojecten alleen bedrijven met toonaangevende technologie, een sterke positie, een opmerkelijke staat van dienst en een goede reputatie in staat om grote projecten in diverse industrieën te realiseren.
Sinds de jaren negentig is de cleanroomindustrie, met de voortdurende ontwikkeling van de markt, geleidelijk volwassen geworden. De technologie van de cleanroomtechniek is gestabiliseerd en de markt bevindt zich in een volwassen fase. De ontwikkeling van de cleanroomtechniek is afhankelijk van de ontwikkeling van de elektronica-industrie, de farmaceutische industrie en andere sectoren. Door de industriële verschuiving van de elektronische informatie-industrie zal de vraag naar cleanrooms in ontwikkelde landen in Europa en de Verenigde Staten geleidelijk afnemen, waardoor de cleanroommarkt in deze landen van een volwassen fase naar een fase van achteruitgang zal verschuiven.
Door de toenemende industriële overdracht is de ontwikkeling van de elektronica-industrie steeds meer verschoven van ontwikkelde landen in Europa en de Verenigde Staten naar Azië en opkomende landen. Tegelijkertijd zijn, met de voortdurende verbetering van het economische niveau van opkomende landen, de eisen op het gebied van medische zorg en voedselveiligheid toegenomen, waardoor de wereldwijde markt voor cleanroomtechnologie zich ook steeds meer naar Azië verplaatst. De afgelopen jaren hebben de IC-halfgeleider-, opto-elektronica- en fotovoltaïsche industrieën binnen de elektronica-industrie een groot industrieel cluster in Azië gevormd, met name in China.
Gedreven door de downstream-industrieën zoals elektronica, farmaceutica, medische behandelingen, voedingsmiddelen en andere sectoren, is het marktaandeel van China in de wereldwijde cleanroomtechnologie gestegen van 19,2% in 2010 naar 29,3% in 2018. De Chinese cleanroommarkt ontwikkelt zich momenteel snel. In 2017 overschreed de Chinese cleanroommarkt voor het eerst de grens van 100 miljard yuan; in 2019 bereikte deze een omvang van 165,51 miljard yuan. De omvang van de Chinese cleanroommarkt is jaar na jaar lineair gegroeid, wat grotendeels synchroon loopt met de rest van de wereld. Ook het wereldwijde marktaandeel vertoont een stijgende trend, wat mede te danken is aan de aanzienlijke jaarlijkse verbetering van de algehele economische kracht van China.
Het "Overzicht van het 14e Vijfjarenplan voor de Nationale Economische en Sociale Ontwikkeling van de Volksrepubliek China en de Langetermijndoelen voor 2035" richt zich duidelijk op strategische opkomende industrieën zoals informatietechnologie van de nieuwe generatie, biotechnologie, nieuwe energie, nieuwe materialen, hoogwaardige apparatuur, elektrische voertuigen, groene milieubescherming, ruimtevaart, maritieme apparatuur, enz. Het plan versnelt de innovatie en toepassing van belangrijke kerntechnologieën en stimuleert de ontwikkeling van industrieën zoals biomedicine, biologische veredeling, biomaterialen en bio-energie. In de toekomst zal de snelle ontwikkeling van deze hightechindustrieën de snelle groei van de cleanroommarkt verder aanjagen. Naar schatting zal de Chinese cleanroommarkt in 2026 een omvang van 358,65 miljard yuan bereiken en een hoge groei van 15,01% per jaar realiseren tussen 2016 en 2026.
Geplaatst op: 24 februari 2025