每年夏天，日本全国各地均会举行花火大会，意为以烟花之绚烂驱赶恶灵，是祈祷平安的美好愿景。但是，水能载舟亦能覆舟，火也同样如此。

　　2020 年 1 月 7 日，也是在日本，位于四日市的存储器厂商 Kioxia（下称“铠侠”）6 号工厂（Fab 6）内的部分生产工具着火，后被迅速扑灭，且运营短时间中断后，现已恢复，目前没有人员伤亡的报告。

　　据悉，铠侠 6 号工厂于 2019 年 8 月投产，主要生产 64 层与 96 层 3D NAND 存储器。巧合的是，铠侠前身是东芝存储器（Toshiba Memory Corporation），于 2019 年 10 月更名，而此前的 9 月 25 日，东芝基础设施三重工厂发生火警，火势大约持续 60 分钟。

　　随后，虽然公司股东西部数据（Western Digital）声明，火灾与东芝存储器公司无关，但从侧面表明晶圆厂所面临的火警风险。其实，只要稍加留意，便会发现这并非第一次，也不是损失最严重的晶圆厂失火事件。

　　1997 年 10 月，联合集成电路公司（United Integrated Circuits Corporation）工厂火灾，直接损失高达 4.6 亿美元，被德州仪器消防队长 David Quadrini 认为是其从业以来最为惨烈的着火事故。

　　另外，包括英特尔、ST 意法半导体、SK 海力士等在内的行业厂商工厂，均发生程度不一的火灾，统计如下：

　　制图 与非网编辑部

　　从表格可知，失火工厂覆盖从原料生产，二三极管等分立器件，到 DRAM 与 NAND 等内存控制器等半导体各领域。从厂商类型来看，大部分均在各自细分市场内，采用从产品设计到生产的 IDM（Integrated Device Manufacturer，集成设备制造商）模式。

　　值得一提的是，包括台积电、格芯与中芯国际等专注晶圆代工的厂商，在所调查期限内，目前并未发现失火事件的爆出。相反，内存厂商（东芝 铠侠与 SK 海力士），均出现两次火警事故。

　　而内存领域老大三星电子，虽然未发生失火，但其位于华城的工厂却于 2020 新年第一天断电，大约持续一分钟，芯片生产被迫叫停，而产能的完全恢复则需要 2 至 3 天，预计会减少 1.25 万片芯片的生产。

　　此外，调研机构 TrendForce 预计 2020 年 1 月全球 DRAM 供货量为 129.5 万片，因此三星停电事件可能会降低全球约 1%的产能下降。与之对应的是，2013 年 SK 海力士在无锡的工厂大火，导致 DRAM 生产全面停摆。

　　由于该工厂产能占 SK 海力士总产能一半，加之其作为全球第二大存储供应商。因此，移动手机和计算机的存储芯片价格猛涨 19%，且随着 SK 海力士产线恢复的时间拖长，DRAM 价格仍会不断走高。

　　包括 DRAM 内存与 NAND 闪存在内的产线均 24 小时运行，以应对全球市场供货需求。因此也不难解释，晶圆厂每次的失火或者停电，总是伴随存储市场价格的强烈波动的原因。当然，媒体在报道相关事件时，重心点也通常落于价格波动。

　　图源 百度

　　以铠侠起火事故为例，百度中输入“铠侠+起火”词条，返回结果（按焦点排序）中，前两位标题中均出现涨价等字眼（见上图），而对于事故原因却较少提及，至少未被作为标题突出显示，以抓取眼球。

　　太阳底下无新事。因此，失火原因通常在供需波动与价格上涨的喧嚣中，有意或无意间一笔带过。半导体生产流程从晶圆生产、掩膜制造、芯片制造到组装，工序繁杂。因过程涉及部分易燃化学材料与特殊加工方式，成为被火种选择的场景。

　　首先是试剂与气体方面，半导体生产过程中，需要用到酒精与天然溶剂等易燃液体；同时，部分在同硅烷和二硼烷接触时自然的气体，以及氢、氦、氧和氮等，均会被用于生产中，因此若存储或处理不当，无形中增加起火风险。

　　设备方面，包括晶圆加工熔炉（通常情况下被加热至 2500 化石摄氏度）、浸没式加热器、加热池与电热板等在内的设备，在过度加热，维护不当，以及接触易燃物质的情况下，均极有可能形成火灾。

　　灭火系统方面，喷射灭火的同时，也将净化车间内的晶圆、芯片与设备等全部污染；而卤化烷灭火器则可能与硅烷、二膜和金属烷基等物质发生强烈反应，加剧火势甚至引起爆炸；另外，无尘间外的干粉灭火器中的化学物质一旦出现生产区域，设备也将毁于一旦。

　　多种易燃气体与敏感设备使用于半导体生产过程中，因此需要在净化车间内完成，其时整个生产的心脏部位，芯片要在一个环境受控，没有灰尘和噪音振动的条件下生产，温度和湿度也调整得十分得当，以防静电干扰，引起火灾。

　　最后是人为因素。1963 年，位于美国 Elkridge 的 Westinghouse 晶圆厂内，工程师在使用蒸汽注入加热过后的管道（位于正硅酸酯起泡器后端）时，由于操作不当，导致正硅酸酯注入后溶解管道，工作人员试图使用灭火器时，彻底引燃无尘间。

　　值得庆幸的是，晶圆厂商们正在积极拥抱工厂防火标准与认证。以 UMC 联华电子（以下简称“联华”）为例，该公司在 2019 年财报中披露，其在工厂建立与运行过程中，与美国工厂互保研究（Factory Mutual）保险公司，美国安全试验所（Underwriter Laboratories），国家防火协会（National Fire Prevention Association, NFPA），半导体设备与材料风险评估国际组织（Semiconductor Equipment and Materials Risk Management and Evaluation International， SEMI）合作，获得相关资格认证的同时，引入合理的生产与流程管理方法。

　　此外，联华自称其是行业内唯一配备救火队的公司。据悉，该队独立运营，拥有专业的防火引擎与灭火设备，可实时响应火灾等事故。同时，日常对晶圆厂内工程师与一线工人进行培训，增强工作人员对火灾的正确响应意识与防法。

　　另外，如何预防晶圆厂失火事故并做出有效预案，与非网记者采访行业相关专业人士，经过整理后有如下具体方法与建议。

　　首先，目前部分晶圆厂车间在采用无区隔的单间方式布局，建议在实际情况允许前提下，可尽量通过墙体，地板与天花板等，进行隔断处理，以免一旦失火时，降低火势蔓延的速度。

　　其次，工厂内包括空调与除烟雾设备在内的气体控制系统，必需要安装于车间内，警报发起时，可自动响应，过滤火灾发生时的有毒气体。而所有管道需采用非易燃材质。

　　最后，晶圆厂内的掩膜全部需要备份，并放置于远离晶圆厂的区域；同时，原材料也需要提前做相应储备，以防事故发生后可迅速重启运营，恢复生产。

　　写在最后

　　走过迷雾，穿越喧嚣，晶圆厂失火事件背后，是全球半导体行业的波动与考验。而相较于传播价格上涨或下跌的焦虑，何不理性分析事故原因，直面真相，引入事故预警与事故后处理方案？这可能才是每一位半导体从业者需要思考的问题。