El estado del agua ultrapura: Información de UltraFacility

Durante décadas, el objetivo de los sistemas de agua para la microelectrónica fue sencillo: lograr la máxima pureza posible. Ese objetivo sigue siendo esencial. Pero hoy en día, la pureza por sí sola no define el rendimiento. 

A medida que la producción aumenta para satisfacer el auge de la IA y el diseño de las virutas se hace más complejo, los fabricantes de semiconductores necesitan sistemas de agua ultrapura que funcionen con estabilidad. El aumento de la reutilización interna, las aguas de origen variable y los márgenes operativos más ajustados significan que la pregunta ya no es simplemente: “¿Cuán limpio está el agua?” Es: “¿Puede el sistema ofrecer ese nivel de pureza de forma fiable, todos los días, a plena escala de producción?” 

En UltraFacility 2025, un foro líder en infraestructuras de instalaciones de semiconductores, ingenieros y líderes de operaciones centrado en este cambio. Los sistemas de agua ya no son infraestructuras de las instalaciones. Su estabilidad y adaptabilidad afectan directamente al rendimiento, el tiempo de actividad, el control de costes y la capacidad de escalar la producción con confianza.

Perspectivas del líder en microelectrónica de Xylem 

A continuación, Alan Knapp, director primero de Desarrollo empresarial – Microelectrónica de Xylem, nos proporciona sus conclusiones de UltraFacility 2025. Alan y su equipo ayudan a los clientes de semiconductores a hacer frente a los retos de agua ultrapura, aguas residuales y sostenibilidad. Con más de cuatro décadas en el agua industrial, trabaja directamente con fabricantes que se enfrentan a requisitos de pureza y reutilización cada vez más complejos. 

Usted es un asistente de UltraFacility desde hace mucho tiempo. ¿Cómo ha evolucionado el enfoque de la conferencia y la industria de la microelectrónica con el tiempo? 

Cuando asistí por primera vez a UltraFacility, la conversación se centró en superar los límites de pureza: eliminar más contaminantes, medir límites de detección más bajos y optimizar las tecnologías de tratamiento individuales con un enfoque en reducir el uso de agua en el proceso. Esto sigue siendo importante, especialmente a medida que los diseños de las virutas se reducen y la tolerancia a la variabilidad disminuye, mientras que la cantidad de pasos del proceso ha aumentado, lo que conduce a una mayor demanda de UPW.

Lo que ha cambiado es el contexto más amplio. Los volúmenes de producción crecen rápidamente, impulsados en parte por la IA y la demanda de computación avanzada. Al mismo tiempo, los fabs están aumentando la reutilización del agua interna para gestionar los costes y el riesgo de suministro de los servicios públicos. 

El enfoque ha pasado de lograr la máxima pureza de forma aislada a mantener la estabilidad de todo el sistema en condiciones de funcionamiento reales. La pregunta de hoy es: ¿Cómo mantenemos el agua siempre limpia, al tiempo que ampliamos la producción y maximizamos la reutilización, sin poner en riesgo el rendimiento?

¿Cómo están creando nuevos riesgos de fiabilidad las aguas de origen cambiantes para los sistemas UPW? 

La variabilidad del agua de origen se está convirtiendo en una consideración práctica del diseño. En algunas regiones, las instalaciones alternan entre diferentes suministros municipales, como las aguas superficiales y las aguas subterráneas, que pueden tener una química muy diferente. En Gresham, Oregón, las instalaciones pueden cambiar entre agua de pozo y agua superficial. En las zonas de la bahía, los fabricantes confían en múltiples fuentes de agua con perfiles minerales y orgánicos distintos. 

Incluso los cambios químicos modestos pueden afectar a las membranas, las resinas de intercambio iónico y los sistemas de pulido aguas abajo. 

Dicho esto, en muchos casos la mayor variabilidad proviene del interior de las instalaciones. A medida que las instalaciones reciclan más agua de proceso de vuelta al sistema UPW, los contaminantes residuales se concentran más. Cada aumento en la reutilización ajusta el margen operativo. 

Pequeños cambios aguas arriba, ya sea de agua de origen mezclada o de un arroyo reciclado interno, pueden fluctuar a través del tren de tratamiento. Es fundamental diseñar la variabilidad, no las condiciones de referencia ideales. Esto significa integrar estrategias flexibles de pretratamiento, monitorización en tiempo real y control adaptativo que mantienen un rendimiento estable a medida que evolucionan las entradas y las tasas de recuperación. 

¿Cómo está modelando la reutilización del agua el diseño del sistema UPW? 

La reutilización del agua es una iniciativa de sostenibilidad y una estrategia de gestión de riesgos. Reduce la demanda de agua dulce y mitiga el riesgo de suministro, pero aumenta la complejidad del sistema. 

La producción de agua ultrapura siempre genera corrientes que contienen la mayoría de las impurezas eliminadas. A medida que las instalaciones aumentan las tasas de recuperación, esos flujos se vuelven más pequeños pero más concentrados. Si no se gestiona con cuidado, esa concentración puede estresar las membranas, resinas y tecnologías utilizadas para la recuperación. 

Una reutilización eficaz requiere un enfoque a nivel de sistemas: comprender cómo interactúa cada etapa del tren de tratamiento y garantizar una mayor recuperación no compromete la fiabilidad ni el rendimiento. 

¿Qué significa el crecimiento impulsado por la IA para el agua ultrapura? 

El crecimiento de la IA y las infraestructuras digitales está aumentando la demanda de semiconductores. Aunque los centros de datos tienen diferentes requisitos de agua, aumentan la presión sobre el agua y los sistemas de refrigeración, especialmente en las zonas con escasez de agua. Los centros de datos también están buscando métodos de refrigeración líquida eficaces para reducir el consumo de agua. 

En el caso de las instalaciones, esto hace que la planificación del agua sea más estratégica. Las instalaciones no pueden asumir un suministro estable y abundante. La capacidad de reutilización, la resistencia y la flexibilidad operativa son factores que influyen en las decisiones de expansión. A medida que la IA impulsa el crecimiento de la producción, la importancia de los sistemas UPW fiables y adaptables aumenta junto con él. 

 ¿Qué diferencia a los socios de agua ultrapura de éxito hoy en día? 

No hay una respuesta única para todos. Cada instalación tiene una fuente de agua, objetivos de producción y objetivos de recuperación únicos. 

Los socios exitosos entienden cómo funciona todo el sistema. El agua ultrapura no es una tecnología única: es una cadena de tecnologías que deben funcionar en equilibrio. La experiencia importa porque las decisiones tomadas en una etapa afectan a todo aguas abajo. La circularidad del agua es ahora el centro de atención. 

Lo que diferencia a los socios fuertes es la capacidad de aplicar esa experiencia a condiciones de funcionamiento reales. No se trata solo de instalar el equipo. Se trata de ayudar a las instalaciones a diseñar sistemas que permanecen estables a medida que las condiciones evolucionan. 

¿Qué importancia tiene el desarrollo de la mano de obra para el futuro de los sistemas UPW? 

El desarrollo del personal es fundamental. Los sistemas UPW son cada vez más complejos y requieren experiencia en química, hidráulica, control de procesos e integración de sistemas. 

En UltraFacility 2025, Xylem se asoció con Global Water Intelligence (GWI) para presentar un reto de ingeniería para estudiantes centrados en los sistemas de agua semiconductores. Los participantes recibieron asesoramiento dedicado, orientación práctica e información sobre el diseño del sistema en el mundo real. Las iniciativas como esta demuestran que el futuro del agua ultrapura no solo depende de la tecnología, sino de transmitir conocimientos y experiencia a la próxima generación de ingenieros que operarán, optimizarán y avanzarán en estos sistemas críticos.

De la pureza al rendimiento: Lo que viene a continuación 

UltraFacility 2025 dejó una cosa clara: Los sistemas UPW deben hacer más que suministrar agua limpia: deben adaptarse. Los fabricantes necesitan sistemas que se adapten a entradas variables, admitan tasas de reutilización más altas y permanezcan estables a escala de producción. 

Diseñar para ofrecer resistencia, flexibilidad y rendimiento integrado es ahora tan importante como lograr niveles bajos de contaminantes. En 2026 y más allá, el agua ultrapura se definirá no solo por lo limpia que es, sino también por lo consistente y con confianza que favorece el crecimiento.