เรียนรู้เกี่ยวกับอุตสาหกรรมห้องสะอาดและการพัฒนา

ห้องสะอาด (Clean Room) คือระบบควบคุมสภาพแวดล้อมแบบพิเศษที่สามารถควบคุมปัจจัยต่างๆ เช่น จำนวนอนุภาค ความชื้น อุณหภูมิ และไฟฟ้าสถิตในอากาศ เพื่อให้ได้มาตรฐานความสะอาดที่เฉพาะเจาะจง ห้องสะอาดถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น เซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ ยา การบิน อวกาศ และชีวการแพทย์

1. การจัดองค์ประกอบของห้องคลีนรูม

ห้องคลีนรูมประกอบด้วยห้องคลีนรูมอุตสาหกรรมและห้องคลีนรูมชีวภาพ ห้องคลีนรูมประกอบด้วยระบบห้องคลีนรูม ระบบกระบวนการห้องคลีนรูม และระบบจ่ายสารทุติยภูมิ

ระดับความสะอาดของอากาศ

มาตรฐานระดับสำหรับการแบ่งขีดจำกัดความเข้มข้นสูงสุดของอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่าหรือเท่ากับขนาดอนุภาคที่พิจารณาต่อหน่วยปริมาตรอากาศในพื้นที่สะอาด ในบ้านเรือน ห้องสะอาดได้รับการทดสอบและยอมรับในสภาวะว่าง สภาวะคงที่ และสภาวะไดนามิก ตาม "ข้อกำหนดการออกแบบห้องสะอาด" และ "ข้อกำหนดการก่อสร้างและการยอมรับห้องสะอาด"

มาตรฐานหลักด้านความสะอาด

เสถียรภาพอย่างต่อเนื่องของความสะอาดและการควบคุมมลพิษเป็นมาตรฐานหลักในการทดสอบคุณภาพของห้องสะอาด มาตรฐานนี้แบ่งออกเป็นหลายระดับตามปัจจัยต่างๆ เช่น สภาพแวดล้อมและความสะอาดของแต่ละภูมิภาค โดยทั่วไปจะใช้มาตรฐานสากลและมาตรฐานอุตสาหกรรมระดับภูมิภาคในประเทศ ระดับสิ่งแวดล้อมของห้องสะอาด (พื้นที่) แบ่งออกเป็นคลาส 100, 1,000, 10,000 และ 100,000

2. ระดับห้องสะอาด

ห้องสะอาดคลาส 100

สภาพแวดล้อมที่แทบจะปราศจากฝุ่นละออง มีอนุภาคในอากาศเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อุปกรณ์ภายในอาคารมีความซับซ้อน และบุคลากรสวมใส่เสื้อผ้าที่สะอาดและเป็นมืออาชีพขณะปฏิบัติงาน

มาตรฐานความสะอาด: จำนวนอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.5 ไมโครเมตรต่ออากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุตต้องไม่เกิน 100 อนุภาค และจำนวนอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.1 ไมโครเมตรต้องไม่เกิน 1,000 อนุภาค นอกจากนี้ยังกำหนดจำนวนอนุภาคฝุ่นสูงสุดที่อนุญาตต่อลูกบาศก์เมตร (≥0.5 ไมโครเมตร) ไว้ที่ 3,500 อนุภาค ในขณะที่อนุภาคฝุ่นที่มีขนาด ≥5 ไมโครเมตร จะต้องเป็น 0

ขอบเขตการใช้งาน: ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการผลิตที่ต้องการความสะอาดสูง เช่น วงจรรวมขนาดใหญ่ อุปกรณ์ออปติคัลความแม่นยำสูง และกระบวนการผลิตอื่นๆ สาขาเหล่านี้จำเป็นต้องมั่นใจว่าผลิตภัณฑ์ถูกผลิตในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากฝุ่น เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของอนุภาคต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์

ห้องสะอาดคลาส 1,000

เมื่อเทียบกับห้องคลีนรูมระดับ 100 แล้ว ปริมาณอนุภาคในอากาศเพิ่มขึ้น แต่ยังคงอยู่ในระดับต่ำ การจัดวางภายในห้องมีความเหมาะสม และอุปกรณ์ต่างๆ จัดวางอย่างเป็นระเบียบ

มาตรฐานความสะอาด: จำนวนอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.5 ไมโครเมตรในอากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุตในห้องคลีนรูมระดับ 1000 จะต้องไม่เกิน 1,000 อนุภาค และจำนวนอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.1 ไมโครเมตร จะต้องไม่เกิน 10,000 อนุภาค มาตรฐานสำหรับห้องคลีนรูมระดับ 10,000 กำหนดจำนวนอนุภาคฝุ่นสูงสุดที่อนุญาตต่อลูกบาศก์เมตร (≥0.5 ไมโครเมตร) ไว้ที่ 350,000 อนุภาค และจำนวนอนุภาคฝุ่นขนาด ≥5 ไมโครเมตร จะต้องไม่เกิน 2,000 อนุภาค

ขอบเขตการใช้งาน: ใช้ได้กับกระบวนการบางอย่างที่มีข้อกำหนดความสะอาดของอากาศค่อนข้างสูง เช่น กระบวนการผลิตเลนส์สายตาและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก แม้ว่าข้อกำหนดความสะอาดในสาขาเหล่านี้จะไม่สูงเท่ากับห้องคลีนรูมระดับ 100 แต่ก็ยังต้องรักษาความสะอาดของอากาศในระดับหนึ่งเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์

ห้องสะอาดระดับ 10,000

แม้ปริมาณอนุภาคในอากาศจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ยังคงสามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการบางอย่างที่ต้องการความสะอาดระดับปานกลางได้ สภาพแวดล้อมภายในอาคารสะอาดและเป็นระเบียบเรียบร้อย มีแสงสว่างและระบบระบายอากาศที่เหมาะสม

มาตรฐานความสะอาด: จำนวนอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.5 ไมโครเมตรในอากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุตต้องไม่เกิน 10,000 อนุภาค และอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.1 ไมโครเมตรต้องไม่เกิน 100,000 อนุภาค นอกจากนี้ จำนวนอนุภาคฝุ่นสูงสุดที่อนุญาตต่อลูกบาศก์เมตร (≥0.5 ไมโครเมตร) คือ 3,500,000 อนุภาค และจำนวนอนุภาคฝุ่นขนาด ≥5 ไมโครเมตรสูงสุดคือ 60,000 อนุภาค

ขอบเขตการใช้งาน: ใช้ได้กับบางกระบวนการที่ต้องการความสะอาดของอากาศในระดับปานกลาง เช่น กระบวนการผลิตยาและอาหาร สาขาเหล่านี้จำเป็นต้องรักษาปริมาณจุลินทรีย์ให้อยู่ในระดับต่ำและรักษาความสะอาดของอากาศในระดับหนึ่งเพื่อให้มั่นใจถึงสุขอนามัย ความปลอดภัย และความเสถียรของผลิตภัณฑ์

ห้องสะอาดคลาส 100,000

จำนวนอนุภาคในอากาศค่อนข้างมาก แต่ก็ยังสามารถควบคุมให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ อาจมีอุปกรณ์เสริมบางอย่างในห้องเพื่อรักษาความสะอาดของอากาศ เช่น เครื่องฟอกอากาศ เครื่องดูดฝุ่น เป็นต้น

มาตรฐานความสะอาด: จำนวนอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.5 ไมโครเมตรในอากาศหนึ่งลูกบาศก์ฟุตต้องไม่เกิน 100,000 อนุภาค และอนุภาคฝุ่นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 0.1 ไมโครเมตรต้องไม่เกิน 1,000,000 อนุภาค นอกจากนี้ จำนวนอนุภาคฝุ่นสูงสุดที่อนุญาตต่อลูกบาศก์เมตร (≥0.5 ไมโครเมตร) คือ 10,500,000 อนุภาค และจำนวนอนุภาคฝุ่นขนาด ≥5 ไมโครเมตรสูงสุดคือ 60,000 อนุภาค

ขอบเขตการใช้งาน: สามารถนำไปใช้กับกระบวนการบางอย่างที่มีข้อกำหนดความสะอาดของอากาศค่อนข้างต่ำ เช่น เครื่องสำอาง กระบวนการผลิตอาหารบางประเภท เป็นต้น สาขาเหล่านี้มีข้อกำหนดความสะอาดของอากาศค่อนข้างต่ำ แต่ยังคงต้องรักษาระดับความสะอาดในระดับหนึ่งเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของอนุภาคต่อผลิตภัณฑ์

3. ขนาดตลาดวิศวกรรมห้องสะอาดในประเทศจีน

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมห้องคลีนรูมของจีนมีบริษัทเพียงไม่กี่แห่งที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี มีความแข็งแกร่ง และประสบการณ์เพียงพอที่จะดำเนินโครงการขนาดใหญ่ ขณะที่บริษัทขนาดเล็กกลับมีจำนวนมาก บริษัทขนาดเล็กไม่มีศักยภาพในการดำเนินธุรกิจระหว่างประเทศและโครงการห้องคลีนรูมขนาดใหญ่ระดับสูง อุตสาหกรรมนี้มีสภาพการแข่งขันสูง โดยตลาดวิศวกรรมห้องคลีนรูมระดับสูงมีความเข้มข้นสูง ขณะที่ตลาดวิศวกรรมห้องคลีนรูมระดับล่างมีการกระจายตัวค่อนข้างมาก

ห้องคลีนรูมเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย และแต่ละอุตสาหกรรมก็มีข้อกำหนดเกี่ยวกับเกรดห้องคลีนรูมที่แตกต่างกัน การก่อสร้างห้องคลีนรูมจำเป็นต้องผสมผสานกับกระบวนการผลิตเฉพาะของอุตสาหกรรมและเจ้าของ ดังนั้น ในโครงการวิศวกรรมห้องคลีนรูม เฉพาะบริษัทที่มีเทคโนโลยีชั้นนำ ความแข็งแกร่ง ผลงานที่โดดเด่น และภาพลักษณ์ที่ดีเท่านั้นที่จะสามารถดำเนินโครงการขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของตลาด อุตสาหกรรมห้องสะอาดโดยรวมจึงค่อยๆ พัฒนาอย่างเต็มตัว เทคโนโลยีของอุตสาหกรรมวิศวกรรมห้องสะอาดมีเสถียรภาพ และตลาดได้เข้าสู่ช่วงที่เติบโตเต็มที่ การพัฒนาของอุตสาหกรรมวิศวกรรมห้องสะอาดขึ้นอยู่กับการพัฒนาของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การผลิตยา และอุตสาหกรรมอื่นๆ ด้วยการถ่ายโอนอุตสาหกรรมสารสนเทศอิเล็กทรอนิกส์ ความต้องการห้องสะอาดในประเทศที่พัฒนาแล้วในยุโรปและสหรัฐอเมริกาจะค่อยๆ ลดลง และตลาดอุตสาหกรรมวิศวกรรมห้องสะอาดจะเปลี่ยนจากช่วงที่เติบโตเต็มที่ไปสู่ช่วงที่ถดถอย

ด้วยการพัฒนาที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นของการถ่ายโอนอุตสาหกรรม การพัฒนาอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์จึงได้เปลี่ยนจากประเทศพัฒนาแล้วในยุโรปและสหรัฐอเมริกาไปสู่เอเชียและประเทศกำลังพัฒนามากขึ้น ขณะเดียวกัน ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของระดับเศรษฐกิจของประเทศกำลังพัฒนา ความต้องการด้านสุขภาพและความปลอดภัยด้านอาหารก็เพิ่มขึ้น และตลาดวิศวกรรมห้องสะอาดทั่วโลกก็กำลังมุ่งหน้าสู่เอเชียอย่างต่อเนื่อง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ไอซี ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และโฟโตวอลตาอิกในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ ได้รวมตัวกันเป็นคลัสเตอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในเอเชีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศจีน

ด้วยแรงขับเคลื่อนจากอุตสาหกรรมปลายน้ำอิเล็กทรอนิกส์ ยา การแพทย์ อาหาร และอุตสาหกรรมอื่นๆ ส่วนแบ่งตลาดวิศวกรรมห้องคลีนรูมของจีนในตลาดโลกเพิ่มขึ้นจาก 19.2% ในปี 2010 เป็น 29.3% ในปี 2018 ปัจจุบัน ตลาดวิศวกรรมห้องคลีนรูมของจีนกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในปี 2017 ขนาดของตลาดวิศวกรรมห้องคลีนรูมของจีนทะลุ 100,000 ล้านหยวนเป็นครั้งแรก และในปี 2019 ขนาดของตลาดวิศวกรรมห้องคลีนรูมของจีนสูงถึง 165,510 ล้านหยวน ขนาดของตลาดวิศวกรรมห้องคลีนรูมของประเทศผมเติบโตขึ้นแบบเส้นตรงทุกปี ซึ่งสอดคล้องกับทั่วโลก และส่วนแบ่งตลาดโลกโดยรวมมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นทุกปี ซึ่งสัมพันธ์กับการพัฒนาความแข็งแกร่งของประเทศจีนโดยรวมอย่างมีนัยสำคัญทุกปี

“โครงร่างแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 ระยะ 5 ปี และเป้าหมายระยะยาว พ.ศ. 2578” มุ่งเน้นอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงยุทธศาสตร์อย่างชัดเจน เช่น เทคโนโลยีสารสนเทศยุคใหม่ เทคโนโลยีชีวภาพ พลังงานใหม่ วัสดุใหม่ อุปกรณ์ไฮเอนด์ ยานยนต์พลังงานใหม่ การปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว การบินและอวกาศ อุปกรณ์ทางทะเล ฯลฯ ซึ่งจะช่วยเร่งการพัฒนานวัตกรรมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีหลักที่สำคัญ และเร่งการพัฒนาอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ชีวการแพทย์ การเพาะพันธุ์ชีวภาพ วัสดุชีวภาพ และพลังงานชีวภาพ ในอนาคต การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมไฮเอนด์ข้างต้นจะผลักดันการเติบโตอย่างรวดเร็วของตลาดห้องสะอาด คาดการณ์ว่าตลาดห้องสะอาดของจีนจะมีมูลค่าสูงถึง 358,650 ล้านหยวนภายในปี พ.ศ. 2569 และจะมีอัตราการเติบโตสูงถึง 15.01% จากอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีแบบทบต้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2559 ถึง พ.ศ. 2569