自从我们现在熟知的工厂互助保险组织（Factory Mutual），也就是FM Global，为半导体生产制造设备对火灾损失预防指引作了重大修改并重新颁布这指引以来，已经有十年了。自那以后，由于FM Golbal 损失预防数据表7-7（2003）和保险公司（它们推荐晶圆厂采用该标准来预防损失）的推动，半导体工业领域发生了很多的改变。

修订FM7-7的主要原因是，FM逐渐认识到，财产和商业利润损失值在快速增长，它的保护标准却并没有跟上这个步伐。结果就是，尽管相对于旧的FM7-7防火标准而言，有形条款并没有增多，但是损失的价值却在日益增加。

S14和火灾风险评估

在FM7-7修订时，半导体防火工作小组开始制定SEMI S14-0200，即半导体生产设备的火灾风险评估，安全指引（Safety Guideline for Fire Risk Assessment for Semiconductor Manufacturing Equipment）。产业界最终在2000年达成共识，形成的文件常常被用来评估半导体生产洁净室设备的火灾风险。

然而，SEMI S14的实际价值很大程度上取决于设备制造商和终端用户如何使用它。如果将火灾风险评估和机器的设计与发展结合起来，帮助设计者找到一种低成本、切实可行的防火方案，它的价值就完全体现出来了。但是，在S14问世六年之后，许多设备生产厂家和第三方始终认为S14只是一种不得不遵从的标准，在许多情况下，在整个设计流程中会把导致设备火灾预防的评估放在非常靠后的位置，经常只是在发货之前，为了不影响发货或装机，就只能花大成本做改动。

传统塑料湿式清洗设备的保护

针对降低新生产设备的火灾危险，FM7-7引入了洁净室材料易燃性测试协议（FM4910）。同时，FM7-7还为现有的塑料湿式清洗设备、液体加热处理系统以及可燃性液体的使用提供了指引。

从二十世纪九十年代末以来，许多半导体厂面临一个抉择，那就是：更换还是保护现有的塑料清洗设备和塑料风管系统。许多公司都要简单的接受了保险公司建议，安装了二氧化碳灭火装置或是细水雾灭火装置，以符合FM7-7的指导方针，为塑料清洗设备提供完全的保护措施。由于保险公司和风险管理者使用的是一种明确的方法，所以尽管这是一种成本昂贵的方法，但是它还是带来了一种良好的感觉，风险指数已经成功降低了。而有些公司则采用了基于风险的方法，在为他们公司制定整体风险降低策略之前，就开始详细评估火灾风险，然后进入实施阶段。

火灾风险评估方法的优点在于，保护标准可以根据公司的风险形式和风险管理目标而制定，同时仍然为大多数的保险公司和受保人提供恰当的保护。这两种方法的不同之处，就像是一个公司询问，保险公司是否喜欢采用全方位的防护？而另一个公司则问，保险公司是否接受在一揽子的工程控制、火灾监测和火灾控制中，采用有针对性的投资。保险公司经常对全方位的保护程序说是——他们也没有其他理由说不是，但是，在许多情况下，他们也会对一个设计良好且实施良好的降低风险程序说是。风险评估的方法带给最终用户的好处在于，他们始终都处在控制程序当中，包括成本和实施步骤，可以确保他们能完全理解这个方法，并且首先是针对更大的风险。

基于风险的方法可以确保防火控制系统能应用在那些一旦发生火灾危险，就会进而导致人员受伤、重大财产损失、生产中断或环境破坏的地方。如果火灾危险评估值低，那么将火灾监测和工程控制结合在一起，或仅仅采用工程控制，可能会显得更加适用。在方法上，这里主要有两方面的差异。首先，生命安全必需作为评估的一部分，但有些东西在保险公司的评估中明显被忽略了。其次，在一些塑料材质的设备中，使用的是低温DI水，忽略火灾控制是合理的。如果要求严格的遵守FM指引，则这些都必须进行防护。

有一点要注意：只有当最终用户愿意在详细地进行风险评估上大力投资，请来合格的人员，确保变更管理处于严格可控的改变，防止程序上出现不可控的改变，导致一些低火灾风险的设备变成高危险的设备。这种方法不会简单地忽略明确的危险，但是却认为有一些湿式清洗设备所带来的风险，可能不会高于其他设备或洁净室内的某些危害，这些风险都已经被保险公司或是拥有司法权的政府部门（AHJ）所审核接受。

塑料风管系统——半导体工厂的导火线

有一种方法能够用于减轻塑料风管系统的暴露。在过去的三十年中，半导体厂和洁净室的火灾，即使不是全部，至少其大部分的来源，都被塑料排烟风管系统所占据。从1977年的苏格兰火灾到1996年和1997年的台湾火灾，到2002年和2003年的法国和荷兰火灾，再到2005年亚洲最近的大部分火灾，在每一次火灾中，火势都是从塑料风管蔓延至风管系统的建筑材料，或是烟从塑料风管蔓延至没有火灾影响的洁净室和设备区域。火灾使工业及其保险公司在三十多年中，损失超过十亿美元，这些都是因为设计时决定使用廉价的易燃风管系统，并且还忽略了风管系统内部的喷淋消防保护导致的。

从1996年初开始，FM规范有意减少洁净室环境中塑料材料的使用，保证风管系统已替换或是经过保护处理的，这些措施一直延续至今。在2005年的欧洲半导体设备和材料产业展会（SEMICON Europa）上，飞利浦半导体指出，他们已经找到了成功减小塑料风管系统风险的途径。该公司的报告指出，一些重要项目已经在欧洲和亚洲成功实施，不仅仅在现存的风管系统中安装了喷淋消防装置，而且还成功完成了运行中的晶圆生产厂风管的替换。再次强调，这种基于风险的方法来源于详细的火灾风险评估和风险降低策略的发展。

风险降低策略是在S14类型评估的基础上制定的，它考虑到火灾发生的可能性并评估将会扩大的破坏范围，同时考虑生命安全、财产保护、生产中断和环境影响。对于风险非常小的场所，通常是考虑不保护或只是替换风管的方法，但是在高风险或关键场所，通常采用替换风管的方法，在中等危险程度下，可以采用可替换风管系统或是使用喷淋消防装置来加以保护。这种方法常常可以判断出，基于被评估的火灾风险，在风管系统中的一小段采用未经批准材料是否恰当，例如PVDF风管的安装。

这种基于风险的方法的发展同样也唤起了对保护和替换的可行性评估。在发现减轻风险是不切实际的情况下，风险评估也常常为企的战略偏差提供文件证明。但是，在许多情况下，在风险评估中，进行详细的分析，能够帮助项目工程师找到一种富有创造力的替代方案，有时可以使风险降低来得比预期要容易些，通常也有助于改进排烟系统的功能性或提升洁净室空间的利用率。

在典型的风险降低的项目中，允许一些遗留下来的、连接到低风险或只有微小风险的设备上的风管系统不加防护，只要它的风险级别不高于半导体厂现有的其他设备或是连接设备，那么估计能节省数百万美元的费用。再次强调，采用这种方法必须注意，在与所有利益享有人，包括保险公司以及AHJ的沟通中，只能聘请有经验、有学识的火灾风险工程师，以确保制定出的防护计划是合理的、可接受的。

新挑战

在保护湿式清洗设备或是风管系统的工程细节中，我们常常会忘记，我们的主要目的是控制潜在的价值损失。其中一种方法就是减少不必要的塑料使用，尤其是传统塑料，这些塑料能蔓延火灾并且释放大量的污染烟雾。讽刺的是，过去几年中，亚太地区许多公司在投资风管系统的替代和保护项目，以及在新工程中安装防火风管的同时，在洁净室中对其他的塑料材料的使用反而增加了。尤其是增加使用了丙烯酸和聚碳酸酯可视面板，用来创建微环境和在洁净室内分隔区域。以前，这种塑料通常只在视觉水平安装可视面板时才采用，而目前许多洁净室从地板到天花板都会采用这种面板，有时高度超过5米。

在许多情况下，这些干净的塑料墙会使洁净室从非常低的易燃水平再一次转变成潜在的火灾蔓延场所，而严重的烟雾蔓延也会成为更大的潜在危险。具有讽刺意味的是，在许多情况下，由于重量轻、容易施工安装，设计者出于降低建筑成本的目的，选择这些材料，但这往往会产生潜在的保险项目上的持续花费，在大多数情况下将贯穿洁净室的整个生命周期。

当1996年FM修订的7-7被广泛应用时，也就注定会面临这些挑战。然而，由于工业的变革，今天许多的发展都集中在台湾、日本、韩国，最近尤其是在中国。这给风险管理者和保险公司带来了许多问题。首先，新一代的设计者负责其大型的洁净室项目，而在很多情况下，他们并没有意识到二十世纪九十年代在北美洲和欧洲被广泛讨论和争议的一些风险。

其次，新型工业的出现与美国并没有紧密的联系，包括TFT-LCD和液晶显示屏的制造，现在两者的制造都是在洁净室环境中进行的，但它们的规模比在1996年FM7-7进行修订时所面临的要大好几倍。尽管制造程序的某些方面和硅晶片很相似，尤其是都使用硅烷化学汽相沉积、金属化和光刻程序，但是，它们在尺寸上存在很大的不同。目前普遍使用的最大硅晶片直径仅仅只有300mm，表面积为0.07㎡，而用于LCD制造的最大的玻璃衬底是“第7代”，它的尺寸是1，870mm×2，200mm（4.11㎡）。表面积增加导致了设备尺寸的大幅度增加，以及用于每个衬底的化学药品和气体数量的增加，包括硅烷。

因为需要大量的硅烷，就要增加安装使用ISO大宗硅烷模块系统，该系统装有6，000公升的易燃气体，这就与半导体工业的大量伤亡联系到一起。尽管在提高硅烷的安全上，FM指南起到了一些作用，但是它的许多规定在全世界的晶片制造厂和LCD制造厂中还都难以实现。

尽管2005年在台湾发生了致命的爆炸和火灾，但是设计者和施工安装者仍然继续忽视硅烷使用的一些基本的安全保护措施，包括限制流动口的使用、ISO大宗硅烷模块系统的安装位置需要放在具有良好通风的室外。事实上，一些设备甚至被安装在室内，并且连接ISO模块的设备与注入端口相连，而不是用户连接点，以获得最大流速。

所有的这些都证明，在过去十年高速发展的时候，在火灾安全工程师和风险顾问面前，始终存在着许多挑战。如果诸如FM7-7、NFPA318和SEMI安全准则等标准希望始终与全球工业价值相适应，它们就需要以一种北美洲和欧洲从没见过的步伐快速发展，以面对亚太地区洁净室新的挑战——那种真正的令人惊讶的建造规模。认识到这些很重要。