《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》3月22日訊（研究員 金博） 作為電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步、增進(jìn)生活福祉的科技“大腦”。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要包括集成電路、光電子器件、分立器件和傳感器件等，其中集成電路在整個(gè)產(chǎn)業(yè)中占比最高，超過80%。

不過，圍繞半導(dǎo)體芯片的制造生產(chǎn)過程，確是一個(gè)高能耗行業(yè)，對(duì)能源、水、化學(xué)品和原材料的要求，非常嚴(yán)格。一旦處理不好，就會(huì)對(duì)電能生產(chǎn)、水資源利用、青山綠水的人居環(huán)境，造成破壞性影響。

能否魚與熊掌兼得，既享受到由半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)步帶來的生活便利舒適，同時(shí)也不影響到適合人居的美好環(huán)境？這是個(gè)非常真實(shí)的沉甸甸課題。

不管是哪個(gè)行業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)制造的最后，總免不了水、氣、以及其他固定廢棄物的排放。繼前面幾期持續(xù)探討半導(dǎo)體行業(yè)如何節(jié)能減排的主題后，本期我們關(guān)注：半導(dǎo)體材料公司在處理廢棄物方面，能否做到循環(huán)利用？

半導(dǎo)體公司如何處理生產(chǎn)廢棄物？

材料是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石：一代技術(shù)，依賴于一代工藝；一代工藝，則依賴一代材料和設(shè)備去實(shí)現(xiàn)。

可以說，圍繞半導(dǎo)體材料的開發(fā)研制和生產(chǎn)制造，奠定了半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)的物理基石。

根據(jù)芯片的制造過程和應(yīng)用領(lǐng)域，半導(dǎo)體材料主要分為三塊：基體材料、制造材料和封裝材料。

其中，基體材料用來制造硅晶圓或化合物半導(dǎo)體；制造材料是將硅晶圓或化合物半導(dǎo)體、加工成芯片所需的各類材料；封裝材料則是將制得的芯片在封裝切割過程中所需用到的材料。

進(jìn)一步細(xì)分，根據(jù)芯片材質(zhì)不同，基體材料主要分為硅晶圓和化合物半導(dǎo)體。硅晶圓的使用范圍最廣，在集成電路制造過程中最為重要。而硅晶圓片全部采用單晶硅片，對(duì)硅料純度要求高，一般要求純度在99.9999999%以上，因此制造壁壘很高：化合物半導(dǎo)體主要是指砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）等第二、三代半導(dǎo)體。

制造材料方面，則包括了光刻膠、濺射靶材、拋光材料、電子特氣、掩膜版、濕電子化學(xué)品等。

封裝材料方面，則包括粘結(jié)材料、陶瓷封裝材料、封裝基板、切割材料等。

正因?yàn)榘雽?dǎo)體行業(yè)是對(duì)能源、水、化學(xué)品和原材料要求很高的資源密集型產(chǎn)業(yè)，制造過程又非常復(fù)雜，僅制程就有3000道，過程中自然會(huì)產(chǎn)生各種廢棄排放物，包括像二氧化碳和含氟化合物等溫室氣體。如不妥善處理，就會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。

在前幾期研究中，我們介紹過半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)用電的巨大需求，臺(tái)積電2020年的用電量為169億度，超過當(dāng)年整個(gè)臺(tái)北市用電量。

在用水方面，半導(dǎo)體行業(yè)同樣是“吞水巨獸”。半導(dǎo)體制造過程中要使用超純水（Ultrapure water），而制作超純水又要使用幾倍自來水，用水量更是驚人。

資料稱，臺(tái)積電在新竹、中部、南部的三個(gè)廠區(qū)，每日用水量分別為5.7萬噸、5.4萬噸和8.2萬噸。盡管臺(tái)積電已實(shí)現(xiàn)86％的廢水回收利用率，即平均每升水可重復(fù)利用3－4次，但消耗仍然巨大。

為了保住“用水大戶”半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，臺(tái)灣地區(qū)曾采取多種措施，如抽取地下水、休耕停灌農(nóng)田等。從某種角度來講，臺(tái)積電的用水成了一個(gè)爭(zhēng)議話題：高大上的芯片制造商，能否不要跟農(nóng)民爭(zhēng)奪水資源？

而如果有固體廢棄物的不當(dāng)排放，更會(huì)成為一個(gè)環(huán)境和社會(huì)問題：

1、侵占土地，污染土壤。材料成分在長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)吹日曬后，會(huì)隨雨水瀝濾進(jìn)入土壤，使土壤被有害有毒化學(xué)物質(zhì)等污染，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)改變；而且污染會(huì)隨流水?dāng)U散，從而使被污染面積擴(kuò)大；

2、污染空氣。廢物會(huì)通過發(fā)出臭氣、毒氣、微粒擴(kuò)散等方式污染大氣；

3、污染水體。其所含的有害有毒物質(zhì)，可污染地表水和地下水。

來自美國(guó)的資料顯示，英特爾在亞利桑那州奧科蒂洛的700英畝園區(qū)，僅2022年前3個(gè)月，就產(chǎn)生近15000噸廢物，其中約60％是有害品。

同樣在2022年，由于比利時(shí)政府提高對(duì)氟化物的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，占全球產(chǎn)能80％的冷卻劑制造工廠3M，就被責(zé)令“無期限關(guān)閉”。

環(huán)保需要全社會(huì)的關(guān)注和參與。在全球保護(hù)環(huán)境呼聲高漲、中國(guó)更明確提出雙碳目標(biāo)的背景下，對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的環(huán)保要求也在水漲船高。

如何在保證企業(yè)健康發(fā)展的前提下，有效控制廢棄物排放，節(jié)能減碳，考驗(yàn)著企業(yè)家們的智慧。

中國(guó)半導(dǎo)體材料企業(yè)如何應(yīng)對(duì)？

中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正蓬勃興起。圍繞半導(dǎo)體材料特別是硅片行業(yè)的研發(fā)和生產(chǎn)制造，已成為重要領(lǐng)域，目前在科創(chuàng)板上市公司中，已出現(xiàn)滬硅產(chǎn)業(yè)、立昂微、弈斯偉、神工股份等一批企業(yè)。

為了解國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體材料企業(yè)在廢棄物處理方面的情況，《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者從科創(chuàng)板上市公司中，挑出滬硅產(chǎn)業(yè)和天岳先進(jìn)兩家企業(yè)進(jìn)行案例研究，通過公司官網(wǎng)、公開發(fā)布的ESG報(bào)告等，看看實(shí)際操作狀況。

總的來看，這兩家上市公司采取了一些積極舉措：

如滬硅產(chǎn)業(yè)，“公司建立了成熟的防治污染廢棄物的制度體系，涵蓋廢水管理程序、廢氣管理程序、噪聲管理程序、廢棄物管理程序等內(nèi)部控制制度，并在日常生產(chǎn)過程中貫徹執(zhí)行。對(duì)危險(xiǎn)廢棄物的處置，委托有資質(zhì)的供應(yīng)商處理，以符合相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求”。

公司還制定《廢棄物管理程序》，對(duì)廢棄物分類管理，并委托具備資質(zhì)的公司處理、監(jiān)測(cè)?！皥?bào)告期內(nèi)，各污染物排放總量均符合總量控制要求。”

天岳先進(jìn)的相關(guān)排放物，主要涉及廢水（主要包括酸洗清洗廢水、廢氣凈化廢水等）、一般固廢（主要包括提純雜質(zhì)、加工下腳料等）、危險(xiǎn)廢物（主要包括廢研磨液、廢切削液、廢拋光液等）、廢氣（主要包括酸洗廢氣、乙醇清洗廢氣、有機(jī)廢氣等）。

因此，天岳先進(jìn)采取了通過新技術(shù)廢氣減排等措施，“針對(duì)車間生產(chǎn)過程排放的有機(jī)廢氣，結(jié)合活性炭吸附技術(shù)與噴淋塔水洗，實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢氣高效清潔。多方式節(jié)能技改，實(shí)現(xiàn)污染物排放總量的有效降低”；還“改善工藝，減少含氟污泥產(chǎn)量、回收利用廢棄品體、合作處理廢棄切割油，變廢固為寶物”。

相較來看，這兩家公司在關(guān)于水、氣、固定物等廢棄物排放方面，都做了工作。不過，對(duì)比行業(yè)相對(duì)領(lǐng)先公司，其做法還處在比較早期階段。

比如英特爾就承諾，到2025年全球用水實(shí)現(xiàn)100％回收再利用，到2030年從可再生能源中獲取100％的能源。

臺(tái)積電也承諾，在廢物管理方面，到2030年每片12英寸等效晶圓掩模層外包單位廢棄物處理量≤0.5公斤，即40萬噸／年；到2050年，從可再生能源中獲取100％的能源。

TI則表態(tài)，不僅會(huì)對(duì)90%的廢棄物進(jìn)行回收，還將硅晶圓廢料升級(jí)改造為能夠產(chǎn)生太陽(yáng)能的太陽(yáng)能電池。

“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江河?！毙酒?，在技術(shù)引領(lǐng)時(shí)代、增進(jìn)人類福祉方面，已經(jīng)走在了前頭，愿更多公司，能加入到更高質(zhì)量節(jié)能減碳、保護(hù)環(huán)境的行列。