Research Progress and Challenges of Energy-Saving Technology for Clean Air Conditioning Systems in the Microelectronics Industry

Jiang Zongzhi; Yin Haiquan; Song Mengjie; Wang Baolong; Sun Deyu

doi:10.12465/issn.0253-4339.20260520003

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Research Progress and Challenges of Energy-Saving Technology for Clean Air Conditioning Systems in the Microelectronics Industry

更新时间：2026-07-10

- Research Progress and Challenges of Energy-Saving Technology for Clean Air Conditioning Systems in the Microelectronics Industry
- Journal of Refrigeration Pages: 1-19(2026)
- 作者机构：
  
  1.北京理工大学机械与车辆学院北京 100081
  2. 北京市热力集团有限责任公司石景山分公司北京 100043
  3. 清华大学建筑学院北京 100084
  4. 中国建筑科学研究院有限公司北京 100013
- 作者简介：
  
  Song Mengjie， male， professor， School of Mechanical Engineering， Beijing Institute of Technology， 86-18811726830， E-mail： mengjie.song@bit.edu.cn. Research fields： frost and ice prevention in cold and humid environments， etc.
- 基金信息：
  
  the National Natural Science Foundation of China(52576006)
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20260520003
  CLC： TB657.2;TU831.3
- Received：20 May 2026，
  
  Revised：2026-06-15，
  
  Accepted：15 June 2026，
  
  Online First：10 July 2026，
- 稿件说明：
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蒋宗志，尹海全，宋孟杰，等. 微电子行业洁净空调系统节能技术研究进展与挑战［J］. 制冷学报，XXXX，XX（XX）：1-19.

Jiang Zongzhi，Yin Haiquan，Song Mengjie，et al. Research Progress and Challenges of Energy-Saving Technology for Clean Air Conditioning Systems in the Microelectronics Industry［J］. Journal of Refrigeration，XXXX，XX（XX）：1-19.
蒋宗志，尹海全，宋孟杰，等. 微电子行业洁净空调系统节能技术研究进展与挑战［J］. 制冷学报，XXXX，XX（XX）：1-19. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20260520003.

Jiang Zongzhi，Yin Haiquan，Song Mengjie，et al. Research Progress and Challenges of Energy-Saving Technology for Clean Air Conditioning Systems in the Microelectronics Industry［J］. Journal of Refrigeration，XXXX，XX（XX）：1-19. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20260520003.

摘要

微电子洁净空调具有高能耗、高精度、连续运行等特征，占厂房总能耗的40%～60%，既有综述多聚焦单一技术，缺乏系统梳理与工程适配分析，难以支撑先进制程低碳制造与“双碳”目标落地。本文以系统节能为主线，采用文献计量与归纳评述方法，围绕“风系统、冷热源、智能控制、能量回收”4个维度，综述关键技术路径、适用场景与研究进展，剖析现存科技瓶颈并预判产业发展方向。结果表明：风系统优化、冷热源高效配置、智能控制、能量回收技术可实现10%～39%的节能率，多技术融合协同、数字孪生与低GWP制冷剂为当前研究热点；行业仍存在技术落地性差、耦合机理不清、全生命周期评价缺失、标准体系不完善等突出问题。本文构建了完整的节能技术框架，明确了量化节能潜力与优化方向，以期为微电子洁净空调节能设计、运行优化及技术升级提供系统理论参考与工程依据。

Abstract

Cleanroom air conditioning in microelectronics requires high energy input， high precision， and continuous operation， accounting for 40%–60% of the total plant energy consumption. Most reviews concentrate on a single technology and lack systematic classification and engineering adaptation analysis. Thus， they fail to support low-carbon manufacturing for advanced processes and dual carbon goals. Focusing on systematic energy savings， this study used bibliometric analysis and inductive review to summarize key technical routes， application fields， and research developments across four aspects： air systems， cold and heat sources， intelligent control， and energy recovery. Technical limitations are also analyzed， and future development trends are predicted. The results indicate that improvement of air systems， rational allocation of cold and heat sources， intelligent control techniques， and energy recovery technologies can achieve an energy-saving rate of 10%–39%. Multi-technology integration and cooperation， digital twins， and low Global Warming Potential （GWP） refrigerants have emerged as dominant research themes. The industry still faces significant challenges， including low technology implementation rates， unresolved coupling mechanisms， a lack of comprehensive life-cycle evaluations， and divergent industry standards. This study builds a complete energy-saving technology framework and clarifies the potential energy-saving and optimization directions， with the aim of providing a systematic theoretical framework and an engineering foundation for the energy-saving design， operational optimization， and technological upgrading of cleanroom air conditioning systems in microelectronics.

关键词

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