今年两会上,碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告,也成为各行各业讨论的“热词”。与此同时,半导体制造业是众所周知的吞水兽、电老虎和化学品饕餮,因此如何以可持续的方式为可持续世界创造技术成为摆在半导体制造企业面前的难题,包括晶圆代工厂和IDM厂商。


今天我们以意法半导体为例,来阐述一下目前市场上主流的龙头IDM企业是如何践行可持续发展理念的。


先来回顾一下意法半导体在可持续发展方面的一些基础,作为一家已经发布了24年可持续发展报告的企业,是首批加入电子行业公民联盟的五家企业之一,这个组织后来更名为负责任商业联盟,并在 2000 年签署了联合国全球契约。说这些似乎听着有些枯燥,下面我们从实际场景出发解释半导体制造企业的可持续发展细节。 


大家知道,在生产半导体器件的过程中,晶圆厂用的其实是超纯水,用电量也很高,因此为了匹配最先进的技术,提高能源效率和用水效率,常常需要对技术和设备进行升级,意法半导体对这些设备的升级频率是以季度和年为单位的,但是在升级的过程中,新设备和附加设备可能需要更多的电力和水,因此升级提高效率的评价方法变得更具实际意义。

 

图 | 意法半导体部门副总裁Jean-Louis Champseix


意法半导体部门副总裁Jean-Louis Champseix表示:“七年前,我们承诺将碳效率提高20%,现在我们不再使用这个数据,改用碳排放的绝对数值,但是在用水量上照搬这个方法仍然很难,因为亚洲前后工序的新技术非常复杂,在用水方面带来很多额外的挑战,所以承诺提供用水量的绝对数据难度很大。”


于是,对这些半导体制造企业来讲,实现碳中和会比降低能耗更重要。这个很容易理解,就像前面提到的,如果减少能耗,产量就无法提高,如果降低能耗,就不能用上新技术,比如目前比较火的第三代半导体技术。


Jean-Louis Champseix 表示:“SiC是一项让意法半导体和电动汽车保持差异化的强大技术,我们可以减少能耗,但代价是不能为世界创造可持续发展的解决方案,因此我们的减碳方法是消除半导体工艺中的直接排放(主要是PFC,PFC主要发生在前工序),所以我们的工厂到处都有减排系统。”


“以我们在新加坡的工厂为例,建厂时间与新加坡国龄几乎相同,一开始是5英寸晶圆厂,后来升级到6英寸,技术升级改造为减排带来了很多复杂的问题。今天,我们在新加坡有69个减排系统,来减少PFC的直接排放。”,Jean-Louis Champseix补充道。


因此,减少碳排放并不意味着不关注能源消耗,通常都是一边抓降耗,一边增装新设备,节能降耗与设备升级并举

 


此外,对于能源来讲,我们不得不提到可再生能源,比如从晶圆厂附近的第三方可再生能源生产商购买电能和利用工厂内部安装的太阳能发电等。以意法半导体在摩洛哥的工厂为例,那里装了很多风力发电机目前已经能为整个工厂提供 50% 的电力,而下一个目标是让这个比例提升至90%,此外在摩洛哥厂区停车场上还建有最大的私有太阳能发电设备,确保可再生能源的安全供给,当然必要的时候还是需要从外部采购可再生能源。


Jean-Louis Champseix 表示:“我们计划到 2027 年可再生能源使用率达到100%,而在这之前,我们为苹果等客户提供的产品已经达到这个目标。到 2025 年,我们将实现80%。”


当然,可再生能源不止是水、电,还包括非常重要的垃圾管理策略。垃圾管理策略的基础是减量、再用、回收、消除和处理。事实上,半导体产业是一个生态圈,有时候晶圆厂自己做到了尽量的节能减碳,但是其外部利益相关者在这个问题上的成熟度其实不是均衡分布的,所以需要整个生态系统内的协同合作。


Jean-Louis Champseix 表示:“2020年,虽然很多回收合作伙伴经营遇到困难,但是在我们制造活动中的产生的垃圾中,88%被公司内部再用、回收或送到公司外部回收。最好的垃圾处理方法是不产生垃圾。我们所有的工厂都采用这种方法,几年来我们一直在采取各种行动计划,为垃圾寻找新的用途,推动循环经济发展。”


他还举了几个例子,如下所示:


•氟化物污泥被转化为冶金工业的球团矿。
•硫酸用于电池再生。
•废树脂和污泥用于水泥和制砖行业。
•去毛刺废粉和废污泥用于贵金属回收。
•拆解电子垃圾;有些零件被重复使用,贵金属被回收。
•溶剂被送去蒸馏和再利用。
•溶剂被燃烧,能量被回收。
•废水中的氨被处理后用于制造农业肥料。
•填埋工业垃圾被转化为水泥厂熔炉用固体可燃材料。
•硅片废料用于生产汽车、航空和光伏行业的铝制品。
•纸张、纸板、塑料和木材被回收利用。
•有机垃圾转化为堆肥。


前面讲了一些实现可持续发展的方法,那么评价可持续发展战略的标准是什么?到底谁来评价这个效果呢?


对于某些特殊行业,比如产业链相对封闭的汽车产业,效果评价是比较容易的,比如意法半导体做电动或混动汽车解决方案,与上一代发动机相比,电动或混动汽车碳排放量将减少75%,采用ST 碳化硅 (SiC) 解决方案的汽车用户在 4 年内可节省约 2,000 美元的电能,这个量就是一种评价标准。但是,在半导体这样的 B2B 环境中,大多数行业准确监测效果的难度较大,因为具体效果与最终客户的确切使用情况密切相关。


除了上述的这种数据意外,还有一种途径可以间接地评判可持续发展战略的执行效果,那就是看投资者、分析师或第三方的奖项。举个例子,在气候变化方面,CDP通常被称为环境报告的金标准。CDP非营利组织管理着一个全球信息披露系统,为投资者、企业和、城市、州和地区管理环境影响提供信息。


“2020年,277家企业从5000多家公司中脱颖而出,荣登CDP A级气候变化企业名单,意法半导体榜上有名,这是对我们解决气候变化问题的承诺和行动的认可。通过向CDP提交报告,我们向客户和投资者证明,我们领先于监管和政策变化,我们主动识别和应对不断增长的风险,并不断寻求新的行动机会。” Jean-Louis Champseix如是说。