高附加值精细过滤（陶瓷膜）市场分析：分半导体、生物与医药、食品饮料及新能源市场

——半导体

先进制程下，半导体生产中洁净度要求持续提升。芯片是高度集成的精密工业产品，其对于杂质的控制要求随着制程的演进持续提升。纳米级的先进制程中混入衬底的几颗离子就能影响掺杂，从而改变芯片的电学特性，降低芯片的生产良率。具体来看，从28nm到7nm制程，产品的金属杂质要求须下降100倍，污染粒子的体积也要缩小4倍。例如28nm晶圆可以有10个污染粒子，而7nm晶圆上只能有1个。先进制程下，半导体制程材料精细过滤、纯化需求大幅提升。

过滤分离广泛应用于半导体制程环节。化学品的洁净度对于半导体芯片品质以及工艺利用效率、性能和运行成本有着重要作用，光刻、刻蚀、CMP抛光、气体过滤等诸多环节需要采用过滤、分离、纯化技术以降低污染物。具体来看：

精细过滤产品广泛应用于半导体制程

资料来源：PALL

清洗：清洗是半导体制程中重要环节，几乎所有制程的前后都需要搭配清洗环节，包括成膜前/成膜后清洗、等离子刻蚀后清洗、离子注入后清洗、化学机械抛光后的清洗、金属沉积后清洗等。清洗可以将晶圆表面颗粒、有机物、自然氧化层、金属杂质等污染物去除，以获得所需的洁净表面。PTFE薄膜作为过滤材料可满足先进半导体制程中的严格化学过滤要求，可控制关键颗粒尺寸以及保持关键流体纯度，过滤精度高达2nm。

光刻：半导体光刻工艺是将光刻胶涂在半导体晶片表面，通过光刻机将芯片上的图案转移到光刻胶上，最后通过化学腐蚀或离子注入等工艺将图案转移到芯片表面的一种技术。采用尼龙66或HDPE作为过滤材料，可有效去除晶圆表面有害颗粒物、凝胶微桥缺陷、微孔缺陷、金属污染物，具有可润湿性强、微泡产生少、冲洗时间短等优点。

涂胶显影：涂胶显影应用于晶圆制造前道工艺及封装测试后道工艺，其中在前道工艺中涂胶显影环节主要应用于光刻环节，作为光刻机的输入与输出，与光刻机配合在曝光前进行光刻胶涂覆，在曝光后进行图形的显影；在后道工艺中用于封装技术的涂胶、显影等工序。涂胶显影需搭配性能优异的过滤设备，需满足以下要求：颗粒滤除精度高、光化学废弃物滞留体积低、滤膜润湿性高、防止光化学品脱气、防止颗粒和金属污染。颇尔HDPE薄膜作为过滤材料拥有高精度、高洁净度等优势，过滤精度可达sub1nm；尼龙66过滤材料具有非对称性强、流量大、可吸附凝胶等优势，过滤精度达2nm。

刻蚀：刻蚀工艺用于在硅片上无光刻胶保护处留下永久的图形，使用材料包括硅及硅化物、氧化硅、氮化硅、金属及合金、光刻胶等。刻蚀环节可采用PTFE、聚芳砜、尼龙、PVDE、HDPE等材料作为过滤膜实现污染物过滤，具备高精度、高流量、高清洁度、低金属离子、低有机物析出等优势。

电子特气过滤：电子气体是半导体制造的“血液”，广泛应用于光刻、刻蚀、气相沉积等环节。气体纯度对半导体器件性能品质和良率有着重要影响，其中最高纯度要求可以达到9N。一旦电子气体中出现了杂质和颗粒物，则会影响到半导体器件的性能和质量，甚至造成整个产品线的污染和报废，因此需搭配过滤材料用于去除气体中杂质、提高纯度。

PALL公司PTFE膜、聚芳砜膜、陶瓷膜可作为过滤材料用于惰性气体、稀有气体、氢化物气体、含氟特气中水分、氧气、二氧化碳、一氧化碳、烃和金属羰基化合物等杂质的清除，过滤精度达≥3nm(0.003µm)。

CMP抛光：CMP抛光是半导体制造中重要工艺步骤，主要用于平整化硅片表面。在CMP过程中，研磨液被喷洒在旋转的硅片表面上，同时通过磨料颗粒的研磨和化学反应的作用，将表面不平坦的区域削平，使整个表面变得均匀光滑。然而CMP研磨液中的颗粒和杂质如果未经过滤处理，会对研磨过程和产品质量产生严重影响。因此CMP环节必须搭配高效的研磨液过滤器，以去除颗粒、悬浮物和杂质，确保研磨液的纯净度和稳定性。目前主流CMP过滤材料为PP熔喷纤维。

膜过滤材料在半导体制程领域应用场景

资料来源：PALL

——生物与医药

无机陶瓷膜广泛应用于生物与医药领域分离过滤环节。膜分离技术已成为生物与医药行业优先选择的高效分离技术，可广泛应用于氨基酸（如谷氨酸、赖氨酸等）、抗生素（如青霉素、红霉素）、维生素、有机酸（如柠檬酸、乳酸）等的纯化、浓缩、过滤工序。无机陶瓷膜在生物医药领域应用具有过滤精度高、不破坏有效成分、操作简单、无需助剂等工艺优势。具体来看，陶瓷膜在生物医药领域应用包括：

抗生素分离纯化：膜分离技术适用于采用微生物合成法的现代抗生素工业生产，可替代传统精制技术如吸附、沉淀、溶媒萃取、离子交换等。分离过程无任何化学反应、无相变、不破坏生物活性，环境友好等，已成功应用于头孢菌素、红霉素、万古霉素等抗生素生产企业和酶制剂、医药中间体以及其他食品添加剂生产企业。

氨基酸/有机酸分离纯化：陶瓷膜+有机膜集成膜分离工艺系统与传统工艺相比，具有分离精度高、滤液质量有保证、可维持高通量过滤、产品收率高、废水量少、清洗频率少、无需添加助剂等独特优势，可实现目标产品的脱盐和预浓缩，已成功应用于谷氨酸（钠）、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、柠檬酸、二元酸、衣康酸、维生素C等生物发酵企业。

中药提取：中药复杂的化学成分导致中药生产过程中提取和分离工艺繁杂、分离效率低、成本高、环境污染严重以及劳动强度大等，膜分离技术应用于中药生产，具有许多传统方法无法比拟的优点：分离过程简便，且不需加热，适用于热敏性物质的分离；分离效率高；不消耗有机溶剂，可以缩短生产周期，降低成本，降低环境污染；分离选择性高；可实现连续化和自动化操作，满足中药现代化生产的要求。

疫苗生产：单向流超滤在大分子病毒的浓缩应用中优势显著，对于有囊膜或有刺突的敏感病毒，工艺中囊膜受损或刺突脱落会导致免疫原性大大降低。传统的超滤膜长时间运行会对病毒的活性造成不利影响。PALL单向流的超滤装置可以大幅降低剪切力对目标抗原的损伤，同时多级设计还可以满足高浓缩倍数的需求。PALL300KDSPTFF系统可以轻松实现对于狂犬病毒高倍浓缩的生产，而且可有效降低HCP及DNA含量。

陶瓷膜过滤在生物医药领域应用优势

资料来源：久吾高科

——食品饮料

陶瓷膜在食品饮料领域作为膜分离材料极具渗透前景。在果汁、茶饮料、调味料、保健酒、果酒等领域，膜分离技术能很好地提高产品澄明度以及透光度，且产品久置不返浑，彻底改变了传统板框过滤、硅藻土、活性炭吸附等方式带来的植物胶体、纤维等杂质去除不彻底从而引起的二次沉淀，显著提高了产品的市场竞争力。膜分离技术虽然一次投入相对较高，但其单位能耗更低，并可自动化运行，显著降低了产品的劳动力成本和长期成本，目前以陶瓷膜为核心的膜分离技术正逐步在食品饮料行业中的乳制品、果蔬汁饮料、酿酒、调味料等生产环节替代传统过滤分离技术。具体来看：

啤酒过滤：使用陶瓷膜过滤工艺可有效去除生啤中的酵母菌、酒花树脂、丹宁、蛋白质等混浊漂浮物以及微生物等影响啤酒品质的不良元素，节省对硅藻土过滤设备、精滤设备和巴氏杀菌机等设备的投资，具有良好的经济效益。

牛奶过滤：牛奶含有钙、磷、铁、锌、铜、锰、钼等丰富的矿物质，从除菌方式来看，传统超高温除菌工艺在高温杀菌的同时，也破坏了牛奶中众多的活性营养成分；而低温陶瓷膜过滤技术在低温状态下让天然的鲜乳通过微米孔径的陶瓷膜过滤，在保证安全的同时，避免了蛋白质的热变性，PALL产品可保留鲜奶中99％的活性免疫球蛋白、95％的乳铁蛋白和多种天然维生素、乳钙、矿物质和微量元素等营养成分。

醋、料酒、酱油提标：高品质酱油生产过程中，传统过滤方式普遍具有澄清度不高、过滤后还需高温灭菌、易返浑等缺点。陶瓷膜与传统过滤方式对比，具有过滤精度高、过滤过程零添加、不影响产品风味、滤芯符合食品安全、节能等优点。使用陶瓷膜技术过滤醋、料酒、酱油，能有效改善沉淀问题，同时有效去除产品中的微生物等杂质，提高产品品质，简化工艺。

膜分离技术在食品饮料领域作用（以 PALL SUPRAdisc™ II 为例）

资料来源：PALL

——新能源

锂电：应用于电池正负极浆料、隔膜浆料过滤。纯度和杂质含量对锂电池浆料性能影响较大，PALLProfileII滤芯采用PP熔喷纤维材料，可实现对于电池正负极浆料、隔膜浆料过滤。该膜法工艺具有析出率低、过滤精度高、寿命长、化学相容性高、无介质迁移、降低生产成本等优势，过滤精度覆盖0.3um-120um，可实现99.98%过滤效率。

光伏：陶瓷膜可用于硅粉过滤环节。分离膜作为低运行成本的过滤分离纯化解决方案广泛应用于硅料、硅片、组件等光伏产业链环节，用于提升精度、纯度、可靠性。例如多晶硅制造中PALL采用BlowBack全自动在线低压反吹系统，搭配金属、陶瓷膜、PTFE膜滤芯用于TCS与STC反应器硅粉过滤，CVD反应器硅粉回收，同时可实现工艺气体、吹扫气、空气过滤等作用，从而提升多晶硅以及下游光伏组件产品质量。

风电：过滤系统广泛应用于过滤器、液压系统等领域，提升风机运行效率以及使用寿命。风电风机结构复杂，轴承、齿轮、液压装置较多，同时风机运行地理环境较为恶劣且维护费用高，因此需搭配多种过滤系统用于提升风机运行效率以及运行寿命。根据PALL，风机中过滤系统采用非金属材料（有机膜、无机膜），主要包括变桨液压控制系统过滤器（控制阀）、偏航驱动液压系统（泵体、电机、气缸、控制阀）、轮毂轴承润滑系统、液压制动系统（泵体、电机、控制阀）、齿轮箱润滑系统过滤器（齿轮、轴承、泵体）、空气污染物过滤器等应用。过滤系统在风机中的主要作用包括：1）可有效减少风机各零部件磨损、静摩擦、堵塞情况；2）防止潮湿空气、盐分腐蚀机组；3）有效去除机舱内部零部件内的游离水和溶解水；4）增强极端苛刻环境下性能一致性和耐久性；5）提升变桨、失速控制灵敏度。