《科創(chuàng)板日報》3月22日訊（研究員 金博） 作為電子信息產業(yè)的核心，半導體產業(yè)已成為推動社會進步、增進生活福祉的科技“大腦”。

半導體產業(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產業(yè)中占比最高，超過80%。

不過，圍繞半導體芯片的制造生產過程，確是一個高能耗行業(yè)，對能源、水、化學品和原材料的要求，非常嚴格。一旦處理不好，就會對電能生產、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，既享受到由半導體芯片產業(yè)進步帶來的生活便利舒適，同時也不影響到適合人居的美好環(huán)境？這是個非常真實的沉甸甸課題。

不管是哪個行業(yè)，工業(yè)生產制造的最后，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)探討半導體行業(yè)如何節(jié)能減排的主題后，本期我們關注：半導體材料公司在處理廢棄物方面，能否做到循環(huán)利用？

半導體公司如何處理生產廢棄物？

材料是半導體產業(yè)的基石：一代技術，依賴于一代工藝；一代工藝，則依賴一代材料和設備去實現(xiàn)。

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

根據芯片的制造過程和應用領域，半導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體；制造材料是將硅晶圓或化合物半導體、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。

進一步細分，根據芯片材質不同，基體材料主要分為硅晶圓和化合物半導體。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：化合物半導體主要是指砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）等第二、三代半導體。

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、濕電子化學品等。

封裝材料方面，則包括粘結材料、陶瓷封裝材料、封裝基板、切割材料等。

正因為半導體行業(yè)是對能源、水、化學品和原材料要求很高的資源密集型產業(yè)，制造過程又非常復雜，僅制程就有3000道，過程中自然會產生各種廢棄排放物，包括像二氧化碳和含氟化合物等溫室氣體。如不妥善處理，就會對環(huán)境造成負面影響。

在前幾期研究中，我們介紹過半導體行業(yè)對用電的巨大需求，臺積電2020年的用電量為169億度，超過當年整個臺北市用電量。

在用水方面，半導體行業(yè)同樣是“吞水巨獸”。半導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，臺積電在新竹、中部、南部的三個廠區(qū)，每日用水量分別為5.7萬噸、5.4萬噸和8.2萬噸。盡管臺積電已實現(xiàn)86％的廢水回收利用率，即平均每升水可重復利用3－4次，但消耗仍然巨大。

為了保住“用水大戶”半導體產業(yè)，臺灣地區(qū)曾采取多種措施，如抽取地下水、休耕停灌農田等。從某種角度來講，臺積電的用水成了一個爭議話題：高大上的芯片制造商，能否不要跟農民爭奪水資源？

而如果有固體廢棄物的不當排放，更會成為一個環(huán)境和社會問題：

1、侵占土地，污染土壤。材料成分在長時間風吹日曬后，會隨雨水瀝濾進入土壤，使土壤被有害有毒化學物質等污染，導致土壤結構改變；而且污染會隨流水擴散，從而使被污染面積擴大；

2、污染空氣。廢物會通過發(fā)出臭氣、毒氣、微粒擴散等方式污染大氣；

3、污染水體。其所含的有害有毒物質，可污染地表水和地下水。

來自美國的資料顯示，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個月，就產生近15000噸廢物，其中約60％是有害品。

同樣在2022年，由于比利時政府提高對氟化物的環(huán)保排放標準，占全球產能80％的冷卻劑制造工廠3M，就被責令“無期限關閉”。

環(huán)保需要全社會的關注和參與。在全球保護環(huán)境呼聲高漲、中國更明確提出雙碳目標的背景下，對半導體行業(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，考驗著企業(yè)家們的智慧。

中國半導體材料企業(yè)如何應對？

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

為了解國內半導體材料企業(yè)在廢棄物處理方面的情況，《科創(chuàng)板日報》記者從科創(chuàng)板上市公司中，挑出滬硅產業(yè)和天岳先進兩家企業(yè)進行案例研究，通過公司官網、公開發(fā)布的ESG報告等，看看實際操作狀況。

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部控制制度，并在日常生產過程中貫徹執(zhí)行。對危險廢棄物的處置，委托有資質的供應商處理，以符合相關法律法規(guī)和行業(yè)標準要求”。

公司還制定《廢棄物管理程序》，對廢棄物分類管理，并委托具備資質的公司處理、監(jiān)測?！皥蟾嫫趦龋魑廴疚锱欧趴偭烤峡偭靠刂埔?。”

天岳先進的相關排放物，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、加工下腳料等）、危險廢物（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、有機廢氣等）。

因此，天岳先進采取了通過新技術廢氣減排等措施，“針對車間生產過程排放的有機廢氣，結合活性炭吸附技術與噴淋塔水洗，實現(xiàn)有機廢氣高效清潔。多方式節(jié)能技改，實現(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，這兩家公司在關于水、氣、固定物等廢棄物排放方面，都做了工作。不過，對比行業(yè)相對領先公司，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)，不僅會對90%的廢棄物進行回收，還將硅晶圓廢料升級改造為能夠產生太陽能的太陽能電池。

“不積跬步，無以至千里；不積小流，無以成江河。”芯片公司，在技術引領時代、增進人類福祉方面，已經走在了前頭，愿更多公司，能加入到更高質量節(jié)能減碳、保護環(huán)境的行列。