半導體行業如何利用可燃氣體檢測儀防范高危氣體泄漏？

一、半導體芯片工廠為何頻發火災？

半導體制造工藝涉及硅烷（SiH?）、氫氣（H?）、乙炔（C?H?）等上百種危險氣體，其爆炸下限（LEL）普遍低于5%，例如氫氣在空氣中濃度達4%即達到爆炸臨界值。晶圓加工熔爐等核心設備運行溫度常超1000℃，一旦與可燃氣體接觸，極易引發鏈式反應。近年來，半導體產能擴張加速，但新入行企業因缺乏化學品管理經驗，疊加員工年輕化帶來的操作不規范問題，導致安全隱患劇增。

以下是這幾年發生的火宅事故案例：

案例一：　韓國海力士江蘇工廠連環爆炸（2021年）

氣泵故障引發硅烷泄漏，高溫設備觸發爆燃，火勢沿廢氣管道蔓延，造成12小時全廠斷電。事故暴露傳統點式探測器在管道內部監測的盲區，直接推動行業引入管道內嵌式光纖傳感技術。

案例二：　美國KFAB晶圓廠濕法刻蝕區火災（2022年）

甲烷輸送閥密封失效，泄漏氣體遇刻蝕機靜電火花爆炸，導致價值2億美元的極紫外光刻機損毀。事后調查發現，該區域未安裝防爆型紅外氣體成像儀，錯過早期泄漏預警時機。

案例三：　日本Kioxia Fab6工廠三天三夜大火（2023年）

氫氣純化裝置壓力傳感器失靈，超壓泄漏引發立體火災，3000平方米潔凈車間化為廢墟。該事件促使日本修訂《高壓氣體安全法》，要求關鍵設備配置三重冗余監測模塊。

二、半導體芯片工廠的政策與技術標準

我國《半導體行業安全生產規范（2023版）》將氣體監測系統納入強制性設備清單，要求晶圓廠在工藝設備3米范圍內部署多級報警裝置。

國際SEMI S6標準強化了對硅烷等自燃性氣體的雙層防護要求，規定泄漏監測響應時間需≤3秒。

歐盟《工業排放指令（IED）》修訂案提出，2026年起新建半導體廠必須配備AI驅動的氣體擴散預測系統。

三、半導體芯片工藝中常見的可燃氣體

半導體生產中常見的可燃氣體主要包括以下幾類：

氫氣（H?）：氫氣在半導體制造中具有重要用途，例如在光刻階段與化學錫反應生成氫化錫，也用于摻雜階段。氫氣極易燃，燃燒范圍廣，在空氣中的體積分數為4.0%-75.6%時，遇到火源就會發生劇烈燃燒。

硅烷（SiH?）：硅烷是一種高度易燃的氣體，用于化學氣相沉積（CVD）工藝。硅烷在空氣中能自燃，自燃溫度約為420℃，一旦泄漏，容易被周圍環境中的熱源點燃，引發火災。

甲烷（CH?）：甲烷用于硅片的生長和刻蝕過程，其燃點較低，在空氣中的濃度達到一定值時，遇明火易發生爆炸。

乙炔（C?H?）：乙炔在一些特殊的半導體表面處理工藝中使用，屬于易燃易爆氣體，爆炸極限范圍較寬，在空氣中體積分數為2.5%-82%時都可能發生爆炸。

磷烷（PH?）：磷烷是一種劇毒且易燃的氣體，主要用于硅烷外延的摻雜劑和磷擴散的雜質源。它與空氣混合可形成易燃的混合物，具有爆炸風險。

（B?H?）：是一種窒息臭味的劇毒氣體，極易燃，常溫下為無色氣體，可用作半導體工業的摻雜源。

四、半導體芯片生產過程中如何防控可燃氣體

為確保半導體芯片生產過程中的安全穩定，應采取以下防范措施：

1、嚴格控制可燃氣體的使用量：根據生產工藝需求，精確計算所需的可燃氣體量，避免過量使用導致安全風險增加；

2、加強可燃氣體存儲和輸送設備的管理：定期對存儲和輸送設備進行檢查和維護，確保其密封性和安全性。同時，設置專門的存放區域，避免與其他物品混放；

3、建立應急預案：制定針對可燃氣體泄漏、火災等突發事件的應急預案，明確應急處置程序和責任人，確保在事故發生時能夠迅速有效地應對。

當然，最重要的一點：定期進行可燃氣體泄漏檢測，使用專業的檢測設備對生產現場的可燃氣體進行定期檢測，及時發現泄漏問題并進行處理。

在半導體芯片生產中湖南希思智能可以根據現場的具體情況來提供相應的氣體檢測方案。

①固定式可燃氣體檢測儀

采用工業級鑄鋁隔爆外殼，堅固耐用；模塊化設計，主體部分采用塑膠外殼安裝，2.4英寸TFT高清彩屏，可以顯示目標氣體、濃度、單位、工作狀態等各項參數；中英文操作界面，可自由切換；強大聲光報警功能，三級報警點自由設置。標準Modbus-RTU通信協議和三線制4~20mA輸出，可以與我司的氣體報警控制器或PLC、DCS等設備進行實時通信。

②便攜式可燃氣體檢測儀

XS-2000是一款高精度智能氣體檢測儀，適用于各種工業環境等場所的氣體濃度檢測，采用進口電化學紅外氣體等傳感器和微控制器技術，具有響應速度快，測量精度高，穩定性和重復性好的特點。當濃度超標時能發出聲光報警提示，為人員安全保駕護航。