GB-T 21510-2015 中文版 半导体工业用水 第 1 部分：总则

GB/T21510-2015中文版半导体工业用水第1部分：总则标准编号：GB/T21510.1-2015标准名称：半导体工业用水第1部分：总则发布机构：中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布日期：2015年12月31日实施日期：2016年07月01日标准属性：国家推荐性标准、半导体水处理顶层通用基础标准文档版本：官方中文版完整合规行业落地版适用领域：集成电路、分立器件、第三代半导体、半导体封装测试、光伏半导体、微电子元器件全产业链生产用水系统的规划设计、设备选型、施工验收、运行管控、水质判定、节能运维、合规审厂全场景，覆盖工厂原水、工艺纯水、超纯水、清洗用水、冷却用水、辅助工艺用水全水系体系规范价值：国内半导体工业用水领域唯一顶层总则性国标，构建了半导体全品类用水的分类体系、通用技术原则、管控基准与合规框架，统一行业用水定义、分级逻辑、设计准则与质量管控底线，终结早期半导体水处理无统一国标、各行各企标准混乱的行业乱象，是所有半导体纯水/超纯水专项标准、膜组件标准、检测标准、工程规范的基础性上位依据，为半导体工厂水系系统建设、国产化配套、品质管控、节能降耗、客户审厂提供法定合规支撑目次1范围2规范性引用文件3术语和定义4半导体工业用水分类与体系架构5通用技术基本原则（强制性通用准则）6水质管控通用要求7水处理系统设计与建设通用规范8运行、监测与质量管控要求9安全、节能与环保通用要求10系统验收与交付通用准则11术语索引与行业落地说明附录A（资料性）半导体工业用水全体系层级对照表附录B（资料性）水系系统审厂合规核查要点1范围本文件规定了半导体工业用水的术语定义、分类体系、通用技术原则、水质管控基本要求、水处理系统设计建设准则、运行监测规范、安全节能环保要求及验收交付通用规则。本文件为半导体工业用水系列标准的总则基础文件，适用于各类半导体产品制造过程中所使用的全部工业用水系统，涵盖集成电路芯片、功率半导体、第三代半导体（SiC/GaN）、半导体分立器件、晶圆制造、先进封装测试、微电子器件、半导体光伏器件等产业场景。本文件覆盖半导体工厂全水系链路，包含生产原水、工艺纯水、半导体超纯水、工艺清洗用水、设备冷却用水、公用工程辅助用水、环保回用补水等所有用水类型，适用于新建、改建、扩建半导体水处理工程的规划设计、设备选型、施工调试、验收交付、日常运维、水质检测、品质追溯与合规核查。本文件为系列标准通用顶层准则，其余半导体工业用水细分部分标准均以此总则为编制依据与执行基准；本文件同时适配半导体水处理设备、膜组件、耗材、检测试剂、工程服务的行业准入与合规判定。本文件不适用于半导体厂区生活饮用水、工业污水排放水质管控（执行对应环保与饮用水专项国标）。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（含所有修改单）适用于本文件。GB/T6682-2008分析实验室用水规格和试验方法GB/T11446.1-2013电子级水第1部分：规格GB/T11446.2-2013电子级水第2部分：试验方法GB50013-2014室外给水设计标准GB50015-2019建筑给水排水设计标准GB50268-2019给水排水管道工程施工及验收规范GB/T20245-2024半导体超纯水检测方法T/ZGM011-2023半导体超纯水制备终端超滤膜组件认证技术要求T/ZGM013-2023半导体超纯水EDI膜堆认证技术规范T/ZGM014-2023半导体超纯水制备脱气膜组件认证技术规范SEMIF63半导体工艺超纯水水质标准SEMIF57高纯水处理材料析出污染物测试规范3术语和定义本文件统一界定半导体工业用水领域通用核心术语，消除行业认知偏差与标准执行歧义，所有细分水处理场景均遵循本术语体系。半导体工业用水：半导体产品生产、加工、清洗、冷却、辅助工艺全过程中所使用的各类工艺及公用工程用水的统称，包含纯水、超纯水、冷却用水、工艺辅助用水等，不包含生活用水与污水排放水体。工艺用水：直接接触晶圆、芯片、器件、工艺设备，直接影响产品良率与器件性能的核心生产用水，为半导体制程核心管控水体，对水质纯度、颗粒、痕量杂质、微生物指标有严苛要求。超纯水：经过多级纯化、精处理、终端过滤、脱气、痕量管控，满足半导体先进制程生产要求的最高等级工艺用水，是晶圆制造、刻蚀、扩散、薄膜、清洗等核心工序的唯一适配用水。纯水：经预处理、反渗透、离子交换等工艺纯化，满足半导体辅助工艺、一般清洗、设备补水的中等级别纯化水，水质低于超纯水。公用工程用水：用于设备冷却、机组补水、环境加湿、厂区辅助系统的非直接工艺接触用水，管控标准低于工艺纯水与超纯水。水系系统稳定性：水处理系统长期连续运行过程中，水质指标、水量、水压、水温持续保持标准限值、无大幅波动的运行特性。痕量污染管控：针对水体中ppb/ppt级金属离子、阴离子、有机物、超细颗粒、微量微生物的极致管控体系，为先进半导体制程专属管控要求。4半导体工业用水分类与体系架构本标准依据使用场景、工艺接触等级、水质精度要求，建立半导体工业用水三级分类体系，为分级设计、分级选材、分级运维、分级验收提供核心依据，严禁不同等级用水混用、串接。4.1一级用水（核心工艺超纯水）应用于晶圆光刻、刻蚀、扩散、离子注入、薄膜沉积、精密清洗、高端封装等核心制程，适配7–28nm先进逻辑、存储芯片、第三代半导体等高可靠量产场景。该等级用水为半导体最高等级水体，需严格管控电阻率、TOC、DO、CO₂、超细颗粒、痕量金属、阴离子、微生物全指标，是决定芯片良率、电性稳定性、可靠性寿命的核心关键介质。4.2二级用水（工艺纯水）应用于半导体一般工序清洗、设备辅助工艺、普通制程补水、工艺预处理等场景，适配8英寸及以下成熟制程、常规分立器件、普通封装产线。水质纯度低于超纯水，无需极致痕量管控，但需杜绝泥沙、胶体、常规离子、微生物超标问题。4.3三级用水（公用工程辅助用水）应用于制程设备冷却水、空压机补水、洁净室加湿、厂区公用辅助系统，不直接接触半导体器件与核心工艺，仅需满足常规纯化、无杂质堵塞、无腐蚀结垢基础要求。4.4水系层级架构关系半导体工厂水系遵循“原水预处理→二级纯水制备→一级超纯水精处理→工艺使用→合规回用/排放”的层级架构，下级水体不得反向污染上级水体，不同等级水管路、储罐、泵组、处理设备必须物理隔离、独立布设。5通用技术基本原则（强制性通用准则）本章节为半导体所有用水系统必须遵循的通用强制性原则，所有设计、建设、运维、改造项目均不得违背，为行业底线准则。分级适配原则：根据制程精度、产品等级匹配对应等级用水，高端制程严禁降级用水，低端场景无需过度提质，实现水质精准匹配、品质可控、成本最优。源头防污原则：从原水取水、预处理、膜处理、精处理、终端过滤、管路输送、储罐存储全链路防控污染，杜绝材质析出、管路溶出、耗材脱落、环境二次污染。系统稳定原则：水处理系统需具备连续稳态运行能力，水质、水压、水量、水温波动范围满足制程要求，杜绝瞬时波动引发的批量制程不良。材质兼容原则：纯水、超纯水系统所有接触水体的设备、管路、膜组件、储罐、密封件、耗材，必须采用低析出、高惰性、无溶出、无脱落的半导体专用材质，杜绝普通工业材质混用。闭环可控原则：建立用水水质监测、数据记录、异常预警、溯源整改、定期校验的全闭环管控体系，实现水质可测、可控、可追溯、可审计。安全节能原则：系统设计兼顾生产安全、水质安全、设备安全与节能降耗，杜绝水资源浪费、系统冗余能耗、安全隐患遗留。6水质管控通用要求6.1通用水质底线要求所有等级半导体工业用水必须满足：水体清澈无浑浊、无肉眼可见杂质、无悬浮物、无异味；管路无结垢、无生物膜、无微生物滋生；系统无泄漏、无二次污染、无材质溶出超标问题。工艺用水严禁出现颗粒、胶体、金属离子、有机物异常波动。6.2分级水质管控重点一级超纯水重点管控：电阻率、TOC、DO、CO₂、0.05μm超细颗粒、ppb/ppt级痕量金属、阴离子、微生物，适配先进制程零微缺陷要求。二级工艺纯水重点管控：电阻率、浊度、颗粒物、常规离子、TOC、微生物，保障常规制程稳定。三级辅助用水重点管控：浊度、硬度、悬浮物、腐蚀结垢指标，保障设备安全运行。6.3水质对标准则国内半导体水质以GB/T11446.1国标为基础，先进制程需同步对标SEMIF63国际标准，实现国内标准与国际标准双向兼容，满足出口产品、外资审厂、国际化量产合规需求。7水处理系统设计与建设通用规范7.1系统架构设计要求半导体水处理系统必须采用“预处理+主脱盐+精处理+终端处理+循环输送”的成熟架构，超纯水系统必须配置终端超滤、真空脱气、深度EDI精处理、闭环循环管路，杜绝死水、滞水、短流区域。系统需设置备用冗余，保障连续量产无停机断水风险。7.2材质设计通用要求超纯水系统管路、储罐、接头、阀门必须采用PVDF、PFA、高纯UPVC等超低析出材质；膜组件、EDI、脱气膜等核心耗材必须符合T/ZGM系列半导体专用认证标准；密封件、灌封材料、过滤耗材严禁使用工业级普通材质，杜绝离子溶出、碎屑脱落、有机析出污染。7.3管路与输送设计要求工艺用水管路必须独立闭环循环，杜绝末端死水；管路坡度、排气、排污、冲洗点位设计合理；不同等级用水管路颜色、标识、走向严格区分，严禁混接、错接、串接；系统具备全自动冲洗、排污、稳压调温功能。7.4车间布局与洁净适配超纯水终端机房、循环管路、取水点位需适配洁净室等级，避免环境粉尘、温湿度波动引发的二次污染；水处理设备分区布置，预处理区、主处理区、精处理区物理隔离，降低交叉污染风险。8运行、监测与质量管控要求8.1日常运行管控半导体用水系统需实行24h连续稳态运行，禁止频繁启停、长时间停机滞水；建立标准化启停、冲洗、换膜、维保、清洗SOP；严格管控进水水质、水温、压力、流量、回收率，保障系统工况稳定。8.2水质监测要求建立在线实时监测+离线实验室抽检双重监测体系：电阻率、TOC、DO、压力、流量实行24h在线连续监测并留存数据；颗粒、金属离子、阴离子、微生物实行定期离线抽检，数据台账长期可追溯。8.3异常处置机制水质超标、参数波动、设备异常时，系统需自动预警、连锁保护、切断不合格水输送，同步启动排查、冲洗、维保、复检流程，杜绝不合格水体进入制程引发批量不良。8.4耗材生命周期管控超滤膜、脱气膜、EDI、树脂、滤芯等核心耗材建立入库验收、分级使用、周期更换、报废台账，严格执行半导体专用认证准入规则，禁止工业级耗材替代使用。9安全、节能与环保通用要求9.1安全管控系统电气、承压设备、管路布置符合国家安全规范；纯水、超纯水系统防静电、防渗漏、防交叉污染；化学清洗药剂、酸碱试剂规范存储使用，杜绝安全事故与水质污染事故。9.2节能管控系统采用变频稳压、自适应流量、余热利用、浓水回用等节能设计，优化水回收率，在满足水质标准前提下最大限度降低水耗、电耗，适配半导体工厂绿色生产要求。9.3环保管控水处理浓水、清洗废水、废弃耗材分类收集、合规处置；提升水资源回用率，减少废水排放，满足半导体产业环保合规与绿色制造标准。10系统验收与交付通用准则10.1验收分类半导体用水系统验收分为交工验收、阶段性调试验收、最终竣工验收，所有验收均需遵循本总则及对应细分专项标准。10.2验收核心内容验收涵盖系统架构、材质合规、设备性能、水质指标、运行稳定性、监测系统、安全防护、资料台账八大维度；水质指标必须100%达标，系统无泄漏、无异常波动、无二次污染风险。10.3交付资料要求工程交付需提供设计图纸、设备清单、材质证明、耗材认证报告、水质检测报告、调试记录、运维SOP、设备台账，满足工厂审厂、体系认证、合规核查要求。附录A（资料性）半导体工业用水全体系层级对照表一级超纯水：适配先进制程核心工艺，管控全项痕量指标，执行GB/T21510.1总则+SEMIF63+T/ZGM系列组件认证标准二级工艺纯水：适配成熟制程辅助工艺，管控常规纯度与洁净指标，执行国标基础水质要求三级辅助用水：适配公用工程系统，管控基础防垢防污染指标，执行通用工业给水要求体系逻辑：总则统领、细分标准落地、组件标准支撑、检测标准验证，形成完整半导体水处理标准闭环附录B（资料性）水系系统审厂合规核查要点1、用水分级清晰，无跨等级混用、串接、错接问题；2、所有核心耗材、材质符合半导体专用标准，无工业级替代；3、水质监测数据连续、完整、可追溯，异常处置闭环；4、设备维保、耗材更换、系统冲洗台账完整规范；5、系统设计符合稳定、防污、节能、安全通用原则；6、验收资料、合规资质、检测报告齐全可查。标准行业总结GB/T21510.1-2015《半导体工业用水第1部分：总则》是国内半导体水处理产业的顶层基础性国标，承担着行业统一规范、体系搭建、准则统领的核心作用。标准首次明确了半导体全品类用水的分级体系、通用设计原则、水质管控逻辑、运维合规底线，彻底解决了早期行业无统一