FFU là gì?

FFU, tên đầy đủ trong tiếng Anh là Fan Filter Unit, và trong tiếng Trung là fan filter unit. Nó là một thiết bị cung cấp không khí đầu cuối mô-đun có nguồn điện riêng kết hợp quạt và bộ lọc không khí hiệu suất cao (hoặc hiệu suất cực cao). Nguyên lý hoạt động của nó là quạt hít không khí từ trên xuống và sau khi lọc hai giai đoạn bằng bộ lọc sơ cấp và hiệu suất cao, một luồng không khí sạch đồng đều được hình thành và đưa xuống dưới.

FFU có các đặc điểm về thiết kế mô-đun, lắp đặt linh hoạt, tốc độ gió có thể điều chỉnh, độ ồn thấp, tiết kiệm năng lượng, v.v. Đây là thiết bị quan trọng tạo nên một môi trường sạch sẽ. Nó có thể được sử dụng một mình hoặc có thể được kết nối theo mô-đun để tạo thành hệ thống cung cấp không khí sạch. Nó được sử dụng rộng rãi ở nhiều nơi sản xuất và nghiên cứu khoa học có yêu cầu nghiêm ngặt về độ sạch của không khí.

Vậy FFU được sử dụng cụ thể trong những ngành nào? Làm thế nào để các ngành khác nhau có nhu cầu khác nhau về FFU? Bài viết này sẽ sắp xếp từng cái một.

1. Ngành bán dẫn và vi điện tử

Sản xuất chất bán dẫn là lĩnh vực cốt lõi và đòi hỏi khắt khe nhất của các ứng dụng FFU.

Trong quy trình sản xuất wafer, quang khắc, lắng đọng, khắc và các liên kết quy trình khác có yêu cầu cực kỳ cao để kiểm soát vật chất dạng hạt trong không khí. Nếu một hạt bụi siêu nhỏ rơi xuống tấm wafer, nó có thể gây đoản mạch hoặc hở mạch trong mạch chip, trực tiếp làm giảm hiệu suất sản phẩm. Vì vậy, phòng sạch bán dẫn thường cần đạt mức độ sạch ISO 1-5 hoặc thậm chí cao hơn.

Các kịch bản ứng dụng chính của FFU trong ngành bán dẫn bao gồm:

• Phòng sạch sản xuất wafer : FFU được bố trí dày đặc trong một khu vực rộng lớn trên trần phòng sạch để tạo thành dòng chảy tầng một chiều thẳng đứng, liên tục loại bỏ các hạt micromet nhỏ trong không khí và bảo vệ quá trình sản xuất chip chính xác -

• Khu vực quang khắc và khắc : Các quy trình cốt lõi này có yêu cầu về độ sạch nghiêm ngặt nhất và thường được trang bị bộ lọc hiệu suất cực cao ULPA (hiệu suất lọc đối với các hạt 0,12μm ≥99,9995%) để đảm bảo một môi trường cực kỳ sạch sẽ

• Phía máy thiết bị : Lắp đặt EFU (bộ lọc phía thiết bị) phía trên các thiết bị cốt lõi như máy quang khắc và máy khắc để tạo môi trường vi mô dành riêng cho máy

Ngoài sản xuất chip logic và chip nhớ, FFU còn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực mới nổi như chất bán dẫn điện và chất bán dẫn hỗn hợp (như gali nitrit, cacbua silic).

Từ góc độ quy mô thị trường, mạch tích hợp bán dẫn có yêu cầu cao nhất về độ sạch. Quy mô thị trường phòng sạch thông tin điện tử sẽ đạt 130,5 tỷ nhân dân tệ vào năm 2022, chiếm 54,2%-. Là thiết bị cốt lõi của phòng sạch, FFU chiếm một vị trí quan trọng trên thị trường này.

2. Công nghiệp màn hình panel

Sản xuất màn hình bảng điều khiển là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác của FFU.

Quy trình sản xuất TFT-LCD (màn hình tinh thể lỏng), AMOLED (đi-ốt phát sáng hữu cơ linh hoạt), Mini/Micro LED và các tấm nền khác cực kỳ chính xác. Các quy trình cốt lõi như mảng, màng màu, tạo hình hộp và mô-đun cực kỳ nhạy cảm với bụi và các chất ô nhiễm hóa học (AMC) - một hạt bụi đơn lẻ có thể gây ra lỗi pixel (điểm sáng hoặc điểm tối) -.

Các ứng dụng điển hình của FFU trong ngành màn hình hiển thị bao gồm:

• Phòng sạch xử lý mảng và phim màu : triển khai FFU trên diện tích lớn để duy trì môi trường sạch sẽ Loại 100 (ISO Loại 5)

• Khu vực bay hơi và đóng gói : Quá trình bay hơi AMOLED đòi hỏi độ tinh khiết cực cao của vật liệu hữu cơ và điện cực kim loại. FFU được sử dụng với bộ lọc ULPA và bộ lọc hóa học.

• Dây chuyền lắp ráp mô-đun : Cung cấp môi trường sạch sẽ cục bộ trong khu vực lắp ráp và kiểm tra

Ngoài ra, khi các công nghệ màn hình mới như Mini LED và Micro LED tiếp tục phát triển thành kích thước nhỏ hơn và yêu cầu về độ sạch tiếp tục tăng cao, ứng dụng FFU trong ngành màn hình bảng điều khiển ngày càng mở rộng.

3. Ngành dược phẩm và y sinh học

Ngành dược phẩm là một lĩnh vực cốt lõi khác cho các ứng dụng FFU.

Việc sản xuất thuốc vô trùng, sinh phẩm, vắc xin và thiết bị y tế được quản lý chặt chẽ theo tiêu chuẩn GMP (Thực hành sản xuất tốt). Phòng sạch không chỉ cần kiểm soát các hạt vật chất mà còn cả vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, v.v.) -. FFU có thể loại bỏ hiệu quả các chất mang vi sinh vật - hạt bụi trong không khí thông qua bộ lọc hiệu suất cao HEPA (hiệu suất lọc đối với hạt 0,3μm ≥99,97%), từ đó gián tiếp kiểm soát ô nhiễm vi khuẩn.

Các kịch bản ứng dụng chính của FFU trong ngành dược phẩm bao gồm:

• Xưởng sản xuất vô trùng (khu vực cấp A/cấp B) : Triển khai FFU tại các khu vực trọng điểm như chiết rót, đông khô và chuẩn bị vô trùng để duy trì môi trường sạch cục bộ cấp 100

• Sản xuất sản phẩm sinh học và vắc xin : Trong các tình huống có yêu cầu kép về độ sạch không khí và an toàn sinh học, FFU được sử dụng kết hợp với tủ an toàn sinh học

• Sản xuất thiết bị y tế : Sản xuất thiết bị cấy ghép, vật tư tiêu hao dùng một lần và các sản phẩm khác có yêu cầu nghiêm ngặt về độ sạch

• Phòng cân nguyên liệu : Phòng cân được trang bị FFU có thể ngăn chặn hiệu quả sự phát tán bụi và lây nhiễm chéo.

Các yêu cầu của ngành dược phẩm đối với FFU không chỉ giới hạn ở hiệu quả lọc mà còn bao gồm vật liệu (thường yêu cầu hộp thép không gỉ để thuận tiện cho việc vệ sinh và khử trùng), độ ồn thấp (để giảm tác động đến người vận hành) và tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế như GMP và ISO 14644.

4. Ngành Thực phẩm và Đồ uống

Chế biến thực phẩm, sản xuất đồ uống cũng không thể tách rời môi trường trong sạch.

Vi sinh vật và các hạt bụi trong không khí không chỉ ảnh hưởng đến mùi vị, thời hạn sử dụng của thực phẩm mà còn liên quan trực tiếp đến an toàn thực phẩm. Các quy trình sản xuất như sản phẩm từ sữa, sản phẩm thịt, đồ nướng và làm đầy đồ uống đều yêu cầu một mức độ môi trường sạch sẽ nhất định.

Các ứng dụng điển hình của FFU trong ngành thực phẩm bao gồm:

• Xưởng chiết rót và đóng gói : Lắp đặt FFU phía trên dây chuyền chiết rót và đóng gói để cung cấp không khí sạch cục bộ nhằm ngăn ngừa ô nhiễm sản phẩm trong quá trình chiết rót và đóng gói

• Khu vực chế biến vô trùng : Đối với các loại thực phẩm đặc biệt cần vận hành vô trùng (chẳng hạn như sữa bột dành cho trẻ sơ sinh), FFU hợp tác với bộ lọc HEPA để cung cấp môi trường vô trùng

• Khu vực làm mát và bảo quản tạm thời : Trong quá trình làm mát và bảo quản tạm thời thực phẩm, không khí sạch có thể làm giảm hiệu quả nguy cơ phát triển của vi sinh vật-

Tương tự như ngành dược phẩm, FFU trong ngành thực phẩm thường yêu cầu thép không gỉ để thuận tiện cho việc vệ sinh và khử trùng.

5. Ngành y tế và bệnh viện

Các cơ sở y tế cũng có những yêu cầu rất khắt khe về độ sạch của không khí và nồng độ vi sinh vật.

Ở những nơi y tế như phòng mổ, khu ICU, khu vô trùng và phòng thí nghiệm đặt ống thông, vi khuẩn và vi rút lơ lửng trong không khí là những con đường lây truyền chính gây nhiễm trùng sau phẫu thuật. FFU có thể làm giảm hiệu quả nồng độ vi sinh vật trong không khí thông qua quá trình lọc hiệu quả cao, mang lại môi trường y tế an toàn hơn cho bệnh nhân và nhân viên y tế.

Các kịch bản ứng dụng của FFU trong ngành y tế bao gồm:

• Phòng mổ sạch : Lắp đặt FFU trên trần phòng mổ (thường được sử dụng với màn hình sạch) để tạo thành khu vực sạch có dòng chảy tầng và giảm nguy cơ nhiễm trùng phẫu thuật.

• ICU và khu vô trùng : cung cấp môi trường không khí trong lành cho bệnh nhân có khả năng miễn dịch kém

• Trung tâm pha chế và pha thuốc qua đường tĩnh mạch : Cung cấp môi trường sạch cấp 100 tại địa phương trong khu vực vận hành pha chế vô trùng -

• Các phòng thí nghiệm và phòng thí nghiệm : Cung cấp môi trường hoạt động sạch sẽ trong các lĩnh vực như xét nghiệm vi sinh vật và xét nghiệm bệnh lý.

Trong dịch bệnh COVID-19 năm 2020, FFU còn được sử dụng để lọc không khí trong các phường, có thể giảm PM2.5 trong không gian 50m³ xuống dưới 10 trong vòng 1 phút, lọc virus trong không khí một cách hiệu quả và giảm nguy cơ lây nhiễm cho nhân viên y tế.

6. Ngành trung tâm dữ liệu và phòng máy tính

Với sự phát triển của nền kinh tế kỹ thuật số, nhu cầu về FFU trong các trung tâm dữ liệu đang tăng lên nhanh chóng.

Các máy chủ được triển khai dày đặc trong các phòng trung tâm dữ liệu cực kỳ nhạy cảm với môi trường không khí. Các hạt bụi trong không khí sẽ làm tắc nghẽn quạt làm mát và tản nhiệt của máy chủ, khiến hiệu suất làm mát giảm và thiết bị quá nóng; Các hạt siêu nhỏ có thể lọt vào khe hở giữa đầu đọc và đầu ghi của đĩa cứng, gây ra lỗi đọc và ghi và thậm chí là hư hỏng vật lý.

Các ứng dụng của FFU trong trung tâm dữ liệu bao gồm:

• Lọc khí vào trong lành : Lắp đặt FFU hoặc các lỗ thông hơi cấp khí hiệu quả cao ở cửa vào không khí trong lành của phòng máy tính để chặn bụi và các chất ô nhiễm trong không khí ngoài trời.

• Thanh lọc tuần hoàn trong nhà của phòng máy tính : Lắp đặt FFU hoặc các lỗ thông gió cấp không khí hiệu suất cao trên trần phòng máy tính hoặc phía trên lối đi lạnh để liên tục lọc không khí lưu thông trong nhà

• Khu vực tủ lõi : Đối với các kịch bản có yêu cầu về độ sạch cao hơn như tài chính, các vấn đề chính phủ và trung tâm năng lượng điện toán AI, FFU được triển khai ở phía trên khu vực tủ để đạt được môi trường cục bộ có độ sạch cao -

Theo phân tích ngành, sản xuất phòng sạch chiếm tỷ trọng lớn nhất trong nhu cầu FFU (khoảng 52%), trong khi lĩnh vực chăm sóc sức khỏe và khoa học đời sống chiếm 30-35%. Nhu cầu ở các lĩnh vực mới nổi như trung tâm dữ liệu đang tiếp tục tăng.

7. Các ngành ứng dụng khác

Ngoài các ngành công nghiệp chính nêu trên, FFU còn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

• Sản xuất dụng cụ chính xác và quang học : Việc sản xuất và lắp ráp thấu kính quang học và dụng cụ chính xác cực kỳ nhạy cảm với bụi-

• Hàng không vũ trụ : Sản xuất và lắp ráp các bộ phận hàng không vũ trụ đòi hỏi môi trường có độ sạch cao -

• Phòng thí nghiệm và cơ sở nghiên cứu khoa học : phòng thí nghiệm sinh học, phòng thí nghiệm vật liệu, phòng thí nghiệm điện tử, v.v. yêu cầu môi trường hoạt động sạch sẽ

• Năng lượng mới (pin lithium/quang điện) : Việc sản xuất pin lithium và tế bào quang điện có yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch--

• In và phun : Quy trình in và phun có độ chính xác cao rất nhạy cảm với các hạt trong không khí

• Hóa chất tinh khiết : Việc sản xuất các sản phẩm hóa chất tinh khiết có yêu cầu cao về độ sạch -

Tổng quan về ngành ứng dụng FFU

Tóm tắt

Các lĩnh vực ứng dụng của FFU cực kỳ rộng, bao gồm hầu hết các địa điểm sản xuất và nghiên cứu khoa học, nơi cần kiểm soát độ sạch của không khí. Từ môi trường siêu sạch ISO Cấp 1 của các nhà máy bán dẫn bán dẫn đến các khu vực sạch sẽ ISO Cấp 8 của xưởng thực phẩm, FFU là thiết bị cốt lõi để duy trì môi trường sạch sẽ.

Các ngành công nghiệp khác nhau có nhu cầu khác nhau về FFU:

• Chất bán dẫn và màn hình bảng hướng tới độ sạch tối ưu và khả năng kiểm soát AMC

• Dược phẩm và y tế nhấn mạnh việc kiểm soát vi khuẩn và tuân thủ GMP

• Ngành thực phẩm chú trọng an toàn vệ sinh thực phẩm

• Trung tâm dữ liệu tập trung vào bảo vệ thiết bị và vận hành, bảo trì tiết kiệm năng lượng

Với sự tiến bộ không ngừng của các quy trình bán dẫn tiên tiến, nâng cấp lặp đi lặp lại của công nghệ hiển thị mới, sự phát triển mạnh mẽ của ngành y sinh và sự mở rộng nhanh chóng của các trung tâm dữ liệu, nhu cầu thị trường về FFU dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng. Việc lựa chọn sản phẩm FFU phù hợp đòi hỏi phải xem xét toàn diện các đặc điểm của ngành, mức độ sạch sẽ, không gian lắp đặt, yêu cầu tiêu thụ năng lượng và các yếu tố khác.

Aili Industry—Nhà sản xuất FFU toàn chuỗi ngành

Aili Industrial đã tham gia sâu vào lĩnh vực thiết bị phòng sạch trong gần hai thập kỷ. Từ cuộn dây động cơ, xử lý hộp đến phát triển hệ thống điều khiển, toàn bộ chuỗi công nghiệp đều sản xuất độc lập các bộ lọc quạt FFU. Các sản phẩm bao gồm đầy đủ các loại tiêu chuẩn, siêu mỏng, tiết kiệm năng lượng (động cơ EC), điều khiển nhóm và các loại thép không gỉ, hỗ trợ tùy chỉnh toàn diện về kích thước, vật liệu, động cơ, phương pháp điều khiển, mức lọc, v.v. và thích ứng với các nhu cầu làm sạch khác nhau của 13 ngành công nghiệp chính bao gồm chất bán dẫn, màn hình bảng, dược phẩm, thực phẩm và trung tâm dữ liệu.

Nếu bạn cần đề xuất lựa chọn FFU hoặc giải pháp tùy chỉnh, vui lòng liên hệ với đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp của Aili Industry.