《科創(chuàng)板日報》3月15日訊（研究員金博）半導(dǎo)體是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心。芯片技術(shù)正越來越多應(yīng)用在智能手機、
新能源汽車、智慧城市等領(lǐng)域，成為推動社會進步、增進生活福祉的科技“大腦”。
不過，在全球都在推進環(huán)境保護事業(yè)、中國明確提出雙碳目標的背景下，一個事實目前還不為公眾所周知：不斷迭代更新的半導(dǎo)體技術(shù)產(chǎn)品是在為
節(jié)能減排作貢獻，如最新一代的半導(dǎo)體氧化硅器件，已能降低50%的能耗；但圍繞芯片半導(dǎo)體的制造生產(chǎn)本身，則是一個高能耗行業(yè)。
這是因為，芯片制造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈極其復(fù)雜，整個產(chǎn)業(yè)鏈僅工序就超過3000道，對水、電、氣均有很高要求。不僅如此，配套的半導(dǎo)體相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)制造，也都需要電力支撐。因此，芯片制造業(yè)也是對能源、水、化學品和原材料要求非常高的資源密集行業(yè)。
魚與熊掌能否得兼，能否既享受到科技進步帶來的舒適便利，同時也不影響甚至破壞環(huán)境？值得深入思索。
節(jié)能減排事業(yè)，當然需要全社會的關(guān)注和參與。具體到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的各參與方，我們可以看看，比如在最上游的半導(dǎo)體硅片領(lǐng)域，企業(yè)能夠做些什么？
電、水、氣：半導(dǎo)體硅片行業(yè)的減排壓力
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產(chǎn)品。其中集成電路在整個產(chǎn)業(yè)中占比最高，超過80%。
而材料是半導(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)備去實現(xiàn)。材料就這樣處在了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最上游。
硅片，則是生產(chǎn)集成電路等半導(dǎo)體產(chǎn)品的關(guān)鍵材料。這是因為，在眾多半導(dǎo)體原材料中，硅具有如下優(yōu)點：
其一、硅熔點高、禁帶寬度大，可廣泛運用于高溫、高壓器件；其二、硅具有天然優(yōu)質(zhì)絕緣氧化層，在晶圓制造時，可減少沉積絕緣體工序，從而減少生產(chǎn)步驟并降低制造成本；其三，這一點可能更為重要，硅在自然界中儲量極其豐富，在地殼中約占27%，其開發(fā)成本顯著低于其他半導(dǎo)體材料。
正由于硅的這些天然特性，硅片成為半導(dǎo)體行業(yè)重要的基礎(chǔ)材料，目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用范圍也最廣，占全部半導(dǎo)體材料供應(yīng)的90%以上。
由此，在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中，硅片行業(yè)占據(jù)了基礎(chǔ)一環(huán)。不過，這也因此對提供整個行業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)品的硅片生產(chǎn)制造企業(yè)，在節(jié)能減碳方面，提出了嚴峻挑戰(zhàn)。
知名咨詢公司麥肯錫的報告，總結(jié)半導(dǎo)體行業(yè)的
碳排放主要來自三類：
一是排放直接來自晶圓廠，主要是具有高氣候變暖潛能值的工藝氣體和傳熱流體，它們可能會泄漏到大氣中；二是排放來自購買的電力、蒸汽、加熱和冷卻設(shè)備；三是包括公司產(chǎn)業(yè)鏈中的所有其他間接排放。
比如，制造過程中所必需的擴散爐，其運轉(zhuǎn)溫度必須達到648至1094攝氏度之間，這要耗費巨大的電量。而目前電能支持主要還靠化石燃料。
以臺積電為例，據(jù)公開數(shù)據(jù)，2020年臺積電用電量為169億度，超過當年整個臺北市的用電量。
彭博社報道稱，2017年到2020年，臺積電的溫室氣體排放量已超過美國通用汽車公司。一年的耗電量，約等于斯里蘭卡的民用電量，而該國人口為2100萬。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的制造生產(chǎn)過程，對用水量也有很高要求。比如需用純水對芯片雜質(zhì)進行沖洗，而純水來自淡水凈化，必須占用大量水資源。資料顯示，用水量大、廢氣排放量大，也是集成電路制造行業(yè)污染排放的共同特點。此外，集成電路制造業(yè)還大量使用對環(huán)境破壞較大的有機物。
由此可見，在全球保護環(huán)境呼聲高漲的共同背景下，對半導(dǎo)體行業(yè)的節(jié)能減碳要求也在水漲船高，這使得硅片企業(yè)們必須想出更多應(yīng)對之道。
中國硅片企業(yè)如何應(yīng)對？
伴隨龐大的對芯片產(chǎn)品的市場需求，中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正蓬勃興起。圍繞硅片領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)制造，已成為中國半導(dǎo)體行業(yè)的重要領(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、神工股份等一批硅片企業(yè)。
為了解國內(nèi)硅片企業(yè)在節(jié)能減排方面的狀況，《科創(chuàng)板日報》記者從科創(chuàng)板上市公司中，挑出滬硅產(chǎn)業(yè)和天岳先進這兩家進行
案例研究，通過公司官網(wǎng)、公開發(fā)布的ESG報告等信息，看看實際操作情況。
總的來看，這兩家上市公司在減少溫室氣體排放、節(jié)約能源、使用
清潔能源、進行清潔技術(shù)更新方面，都采取了一些積極舉措：
比如在減少溫室氣體排放環(huán)節(jié)，針對酸堿廢氣的處理，滬硅產(chǎn)業(yè)“采用濕式洗滌塔處理酸堿廢氣，將洗滌液與廢氣中的污染物充分接觸，以中和廢氣中所含的酸性、堿性污物，達標后再通過出口煙筒排至大氣”；
天岳先進則是通過新技術(shù)帶動廢氣減排，“采用先進的酸堿排風工藝，增強氣液混流反應(yīng)效率，提高處理效率; 針對車間生產(chǎn)過程排放的有機廢氣，結(jié)合活性炭吸附技術(shù)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)污染物排放總量有效降低”。
在節(jié)約能源環(huán)節(jié)，滬硅產(chǎn)業(yè)“建立了熱力回收系統(tǒng)。新傲科技動力站裝有3臺熱回收冷水機組，通過對原有冷卻塔散出的熱量，進行回收制成熱水，并接到動力站熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，可節(jié)約大量電能，減少二氧化碳的間接排放。報告期內(nèi)，回收的熱量總計約2400萬千瓦時，相當于風冷熱泵節(jié)省用電約800萬千瓦時”。
滬硅產(chǎn)業(yè)還“積極開發(fā)清潔能源，推動光伏發(fā)電項目建設(shè)，太陽能發(fā)電量累計達 850 萬千瓦時”。
天岳先進則積極公司節(jié)能減排文化建設(shè)，“推進推行無紙化辦公，更新ERP,OA系統(tǒng)，形成
綠色辦公氛圍，提供早晚班車、設(shè)置新能源車輛充電樁、發(fā)放
綠色出行補助等多項措施，鼓勵員工綠色出行”。
相較來看，滬硅產(chǎn)業(yè)在ESG報告的制定發(fā)布、官網(wǎng)細節(jié)條款等方面，做得更細致全面。不過，和臺積電、意法半導(dǎo)體等行業(yè)相對領(lǐng)先公司相比，這幾家公司在節(jié)能減排領(lǐng)域的探索，還處在比較早期階段。
作為資本、人力、技術(shù)密集的高精密制造業(yè)，包括硅片企業(yè)在內(nèi)的芯片行業(yè)公司，在技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)時代方面，已經(jīng)走在了前面。有能力者強，有心力者遠。對芯片行業(yè)公司提出更高要求，相信不僅僅是一種心愿，也是環(huán)保時代對領(lǐng)先者的祝福和期待。
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