氟化液一般是指碳氟化合物，是将碳氢化合物中所含的一部分或全部氢换为氟而得到的一类有机化合物。因其具备优异的电绝缘性，良好的热导性，强化学惰性，无闪点，不可燃，流动性好，使用安全性能佳等特点，氟化液被广泛应用于半导体加工、数据中心冷却、精密清洗、带电消防、新能源锂电池热控、航空电子设备喷雾冷却等领域。

前言：

    氟化液因其性能优异，被广泛应用于半导体加工、数据中心冷却、精密清洗、带电消防、新能源锂电池热控、航空电子设备喷雾冷却等领域。其中半导体加工、精密清洗、数据中心冷却三大领域市场空间较大，发展前景较好。

    氟化液被广泛应用于半导体各个加工环节，可作为清洗剂、脱水剂、光刻机控温液以及芯片封装工序的检漏液等。

1.干法刻蚀

    氟化液被用于干法刻蚀环节中的控温液，维持晶圆温度的稳定。凭借其高绝缘性和稳定性，能够将工艺温度控制在客户规定的标准范围以内，帮助提升芯片制程中的整体良率，缩短芯片研发周期。

    在干法刻蚀的过程中，氟化液冷却液在循环中会逐渐泄漏，因此，为了运行干式蚀刻设备，半导体工厂需要稳定地采购冷却介质，通常有三个月左右的库存。

    生产厂家（如3M、索尔维、新宙邦等）生产的氟化液产品经中游主机台厂商（如泛林、TEL、东京电子、中微、北方华创等）认证，放置在主机台搭配的附属机台（冷却机）中使用，被下游终端客户晶圆制造厂（如中芯国际、华虹、华力、长江存储等）应用。

2.湿法清洗 

    在湿法清洗中，氟化液可作为清洗剂，保证半导体器件性能以及良率。几乎在芯片制造的每一道工序前后，都需要进行清洗工艺，保证晶圆表面的洁净度。清洗工艺是芯片制造过程中占比最高的工序，约占所有芯片制造工序的30%。

    半导体湿法清洗工艺中最常用的清洗液就是去离子水和异丙醇（IPA）。相比于去离子水和异丙醇，氟化液具有低粘度、低表面张力、对碳氟聚合物溶解力强、易挥发、无残留水痕、宽泛的工作安全性、不可燃高介电强度、良好的材料相容性等优点，是一种理想的清洗剂。

3.晶圆脱水干燥

    在晶圆脱水干燥环节，氟化液可作为脱水剂。半导体晶圆脱水干燥工艺利用马兰戈尼效应使晶圆表面张力大的液体对其周围表面张力小的液体的拉力加强，产生表面张力梯度，使液体从表面张力低向张力高的方向流动。

    圆晶干燥气体常常会采用异丙醇( IPA）和氮气。在先进制程中，“IPA+氮气”工艺存在一定局限性，脱水干燥后会残留在晶圆表面，影响氧化层薄膜的稳定。而氟化液表面张力低，干燥后结构保持良好，是一种更优的干燥剂。

4.晶圆测试和封装测试

    氟化液可用于晶圆测试和封装测试的冷却液。传统测试的冷却介质为水，工作温度在20℃～ 90℃。随着芯片性能的不断提升，具备更强大算力的芯片不断出现，如自动驾驶芯片、5G 芯片等，这类芯片的应用场景也更苛刻，因此需要工作范围更广的冷却液来模拟更苛刻的工作环境。氟化液的工作温度范围更为宽泛，可达到 40℃～ 125℃，并且蒸气压、密度和分子量更高，粘度低且介电强度高，是更合适的冷却介质。

    AI的快速发展与我国产业现代化建设的不断推进带动数据中心算力需求大幅提升。温控系统是数据中心的重要组成部分。IT设备在进行数据运算、存储和交换的过程中同时产生大量的热量，随着芯片性能的提高，数据中心热流显著升高，高温对电子元器件的正常运行产生影响，甚至导致其受损失效。因此为了维持整个数据中心的平稳运行，需要通过温控系统全天候运行来严格控制温度、湿度等关键数据。

    目前发展的冷却技术主要有风冷和液冷两大类，风冷通过将冷空气送至IT设备进行换热，适合机柜功率较小的数据中心，液冷则以液体作为介质，通过冷却液与发热元件直接接触进行散热。液冷技术经过几十年的发展，以其低PUE、满足高密度部署、服务器运行更加安全可靠、全年全地域适用等优势，被广泛认为是最有效的绿色高效制冷技术。伴随节能降碳政策驱动，液冷技术正逐渐取代风冷模式，成为新型数据中心制冷解决方案的最佳选择。

    根据冷却介质与服务器接触方式的不同，可分为间接冷却和直接冷却两种方式。间接冷却一般为冷板式液冷，根据冷却介质是否发生相变又可分为单相冷板式和两相冷板式。直接冷却包括浸没式和喷淋式，其中浸没式根据冷却介质是否发生相变又可分为单相浸没式和相变浸没式。

    据Grand View Research预测，2022年全球浸没式冷却液市场规模1.97亿美元，至2030年将达到10.07亿美元，CAGR为22.6%。

    国内液冷分为4个主流方向，即：喷淋液冷、冷板液冷、单相浸没液冷、相变浸没液冷。冷板液冷大概占65%，单相液冷和相变液冷基本上占到35%左右。AI领域基本使用单相浸没液冷，超算领域基本使用相变浸没液冷。相对而言，冷板式液冷技术成熟度更高，产业链也最为成熟，更易于建设、维护；相变浸没式液冷散热效果最优，随着市场推广规模的扩大，其维护性和产业链也会逐步优化、成熟。

    由于浸没式液冷是将带电状态下的IT设备组件浸没在冷却液中，因此其冷却液必须具有导热能力强但不导电的性质，同时其本身在气味、毒性、降解难易、可维护性等方面特性对环境和操作人员应尽可能友好。

    目前浸没式冷却液主要分为碳氢及有机硅化合物类和碳氟化合物类。碳氢化合物及有机硅类冷却液一般统称为油类冷却液，分为天然矿物油、合成油、有机硅油3大类，常温下呈黏稠状，比热容和导热率较高，具有沸点高不易挥发、不腐蚀金属、环境友好、毒性低等共性且成本较低；但有闪点，使用中有可燃助燃风险。碳氟化合物类冷却液（即氟化液）整体传热能力更佳，同时无闪点不可燃、寿命长、不易变质、兼容性好、低粘度易维护、更安全可靠。

    此外，氟化液可作为锂电池、储能电站、计算机房、数据中心等领域相关的带电设施的灭火剂，还可用于档案馆、博物馆等珍贵物品的消防灭火，代表产品有1230全氟己酮灭火剂等。

    含氟溶剂因其特有的性能适合用于特殊表面涂层或者表面覆膜等产品中。氟化液可作为溶剂或者稀释剂，广泛用在三防涂层、防指纹镀膜液、干膜润滑膜以及其它含氟表面涂层(防护)材料中。

    在医疗场景中氟化液也被用作冻干机控温剂和医疗设备清洗剂。