一、Chiller介绍
半导体温控设备（Chiller），又称半导体专用温控设备，是集成电路制造过程中实现精确温度控制的关键装置。该设备通过制冷循环与工艺冷却水进行热交换，对半导体工艺设备所用循环液的温度、流量和压力实施高精度调控，满足不同制程的控温需求。
根据工艺要求，设定温度的循环液流经反应腔内的电极或腔壁，吸收热量后进入Chiller。热量通过热交换器传递给制冷剂，再由制冷剂释放至工艺冷却水，从而完成对工艺环境的稳定控温。
Chiller设备（图源京仪装备官网）
二、Chiller分类及控温原理
Chiller结构（图源公众号：PharmaEng合规手记）
Chiller控温原理（图源公众号：Jeff的芯片世界）
1. 压缩机型Chiller
主要由蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀四大部件组成：
- 蒸发器：吸收被冷却对象的热量，输送冷量；
- 压缩机：吸入并压缩制冷剂蒸汽，输送到冷凝器；
- 冷凝器：将吸收的热量及压缩功转化的热量传递给冷却介质；
- 节流阀：降低制冷剂压力，控制流入蒸发器的液体制冷剂量，并划分系统高压侧与低压侧。
工作过程：低压制冷剂蒸汽被压缩机压缩为高温高压气体，在冷凝器中冷凝为高压液体，经节流阀降压后进入蒸发器吸热汽化，形成循环。通过调节制冷剂状态变化实现热量转移与温度控制。
2. 热电TEC型Chiller
核心组件包括散热器、p型与n型半导体材料、电极、直流电源及控制电路。p-n结交错排列构成热电偶，基于热电效应实现制冷。
当电流通过半导体电偶时，电子移动导致一端吸热（冷端）、另一端放热（热端），实现定向制冷。通过改变电流方向可切换制冷与制热模式，适用于小功率、高响应速度的应用场景。
三、Chiller在半导体制程中的作用
1. 光刻机
用于冷却光源系统和投影物镜，维持物镜温度恒定，确保光刻图案高精度投影，保障曝光分辨率与一致性。
2. 刻蚀机
冷却反应腔体与射频电源等关键部件。反应腔温度直接影响刻蚀速率与均匀性，精准控温有助于提升工艺稳定性。
3. 化学气相沉积（CVD）
CVD过程产生大量热量，温度波动易导致薄膜厚度不均或成分偏差。Chiller通过冷却反应室与气体管道，维持稳定的沉积环境，确保薄膜质量。
4. 离子注入机
对离子源和加速电极进行冷却，保持离子束能量与强度稳定。温度波动会影响注入深度与分布均匀性，因此温控至关重要。
5. 半导体电学量测设备
参数分析仪等测试设备对温度敏感。Chiller提供恒温环境，减少因温漂引起的测量误差，保证数据准确性与重复性。
四、Chiller的市场规模
据恒州诚思（YHResearch）调研，2024年全球半导体温控设备（Chiller）市场规模达7.25亿美元，预计2031年将增长至12.34亿美元，2025–2031年复合增长率（CAGR）为5.85%。
中国市场发展迅速，2024年规模达1.92亿美元，占全球26.58%；预计2031年将达到5.09亿美元，届时全球占比升至41.3%。
从区域消费看，中国目前为最大市场，份额26.58%，其次为北美（23.75%）、中国台湾（20.02%）和韩国（13.6%）。未来几年，中国与东南亚地区增速领先，2025–2031年CAGR分别为7.22%和9.37%。
全球Chiller市场规模（图源恒州诚思YH）
五、Chiller主要供应商
全球半导体温控设备核心供应商包括：Advanced Thermal Sciences (ATS)、Shinwa Controls、京仪装备、Unisem、FST（Fine Semitech Corp）、SMC Corporation、Techist、Thermo Fisher Scientific、GST（Global Standard Technology）、Solid State Cooling Systems、无锡冠亚恒温制冷技术有限公司、BV Thermal Systems、Legacy Chiller、Noah Precision、CJ Tech Inc、STEP SCIENCE、Thermonics（inTEST Thermal Solutions）、Maruyama Chillers、Mydax, Inc.、苏州迪奥特制冷科技有限公司等。