全球?qū)?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/硅芯片" target="_blank">硅芯片的需求正在蓬勃發(fā)展，從智能手機(jī)、電視到風(fēng)力渦輪機(jī)都嵌入了硅芯片，但它付出了巨大的代價(jià)：碳排放。

　　行業(yè)呈現(xiàn)出一個(gè)悖論。實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)將部分依賴于半導(dǎo)體。它們是電動(dòng)汽車(chē)、太陽(yáng)能電池陣列和風(fēng)力渦輪機(jī)不可或缺的一部分。但芯片制造也助長(zhǎng)了氣候危機(jī)。它需要大量的能源和水——芯片制造廠或晶圓廠每天可以使用數(shù)百萬(wàn)加侖的水——并且會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物。

　　隨著半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)現(xiàn)自己越來(lái)越受到關(guān)注，它開(kāi)始應(yīng)對(duì)其氣候影響。上周，為蘋(píng)果供應(yīng)芯片的全球最大芯片制造商臺(tái)積電承諾到2050 年實(shí)現(xiàn)凈零排放。臺(tái)積電主席表示，該公司旨在“擴(kuò)大我們的綠色影響力，推動(dòng)行業(yè)走向低碳可持續(xù)發(fā)展”。

　　但該行業(yè)的脫碳將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

　　根據(jù)綠色和平組織的數(shù)據(jù)，僅臺(tái)積電就使用了臺(tái)灣地區(qū)全部電力的近 5%，預(yù)計(jì)2022 年將上升至 7.2% ，2019年使用約6300 萬(wàn)噸水。該公司的用水在今年臺(tái)灣干旱期間成為一個(gè)有爭(zhēng)議的話題。

　　在美國(guó)，英特爾在亞利桑那州奧科蒂洛占地 700 英畝的工廠在今年前三個(gè)月產(chǎn)生了近 15,000 噸廢物，其中約 60% 是危險(xiǎn)的。它還消耗了 9.27 億加侖淡水，足以填滿約 1,400 個(gè)奧林匹克游泳池，并消耗 5.61 億千瓦時(shí)的能源。

　　哈佛大學(xué)研究員 Udit Gupta 及其合著者在 2020 年的一篇論文中寫(xiě)道，芯片制造，而不是能源消耗或硬件使用，“占了電子設(shè)備的大部分碳排放” 。

　　由于大流行增加了對(duì)電子產(chǎn)品的需求以及 Covid 爆發(fā)關(guān)閉了晶圓廠，全球高端芯片短缺，這增加了對(duì)該行業(yè)的關(guān)注。

　　在緊張的市場(chǎng)中，汽車(chē)制造商發(fā)現(xiàn)自己排在芯片隊(duì)列的后面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于蘋(píng)果等規(guī)模更大的半導(dǎo)體客戶，后者使用芯片為智能手機(jī)、筆記本電腦和其他設(shè)備提供計(jì)算能力。通用汽車(chē)本月停止了其北美幾家工廠的生產(chǎn)，而豐田則表示將在 9 月份將其汽車(chē)產(chǎn)量削減40%。

　　為了增加產(chǎn)量，許多國(guó)家正在啟動(dòng)大型計(jì)劃以促進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展。

　　美國(guó)芯片法案提議在五年內(nèi)為美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)提供 520 億美元的資金。歐盟已經(jīng)提交了自己的立法，旨在到 2030 年將其在全球芯片市場(chǎng)的份額提高到 20%。歐盟委員會(huì)主席烏爾蘇拉·馮德萊恩在她的歐盟國(guó)情咨文中稱其為“技術(shù)主權(quán)問(wèn)題”。

　　這些雄心與國(guó)際氣候目標(biāo)存在潛在沖突。歐盟和美國(guó)的目標(biāo)是到 2030 年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放，到2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，其碳排放也將增長(zhǎng)。

　　然而，在投資者和電子制造商渴望向客戶報(bào)告更環(huán)保的供應(yīng)鏈的壓力下，半導(dǎo)體業(yè)務(wù)一直在加大行動(dòng)以應(yīng)對(duì)其對(duì)氣候的影響。

　　安森美半導(dǎo)體首席設(shè)計(jì)工程師 Sohini Dasgupta 表示：“最近，我開(kāi)始看到我們對(duì)環(huán)境的影響完全成為首要問(wèn)題。

　　投資公司 Bernstein 的半導(dǎo)體分析師 Mark Li 表示，基金經(jīng)理越來(lái)越多地推銷”綠色基金“，投資者對(duì)公司的環(huán)境、社會(huì)和治理 （ESG） 影響提出了更多問(wèn)題?！边^(guò)去三年，ESG 投資的聲音比以前大了很多，“他補(bǔ)充說(shuō)，這最終會(huì)改變公司的行為方式。

　　可再生能源的更多可用性正在幫助芯片制造商減少碳排放。英特爾承諾到 2030 年 100% 的能源來(lái)自可再生能源，臺(tái)積電也是如此，但截止日期為 2050 年。

　　臺(tái)積電發(fā)言人 Nina Kao 表示，能源消耗占臺(tái)積電排放量的 62%。該公司去年與丹麥能源公司 ?rsted 簽署了一項(xiàng)為期 20 年的協(xié)議，從 ?rsted 在臺(tái)灣海峽建造的 920 兆瓦海上風(fēng)電場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)所有能源。

　　能源咨詢公司 Wood Mackenzie 的可再生能源分析師 Shashi Barla 表示，該交易被稱為全球最大的企業(yè)可再生能源采購(gòu)協(xié)議，對(duì)臺(tái)積電有利。他說(shuō)，除了保證清潔的電力供應(yīng)外，它還支付批發(fā)成本并擺脫價(jià)格沖擊，”一石二鳥(niǎo)“。

　　麻省理工學(xué)院電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授 Clifton Fonstad 表示，臺(tái)積電的行動(dòng)有可能影響整個(gè)行業(yè)，”其它制造商可能會(huì)效仿“。

　　管理咨詢公司貝恩公司 （Bain & Company） 的半導(dǎo)體制造專家彼得漢伯里 （Peter Hanbury） 表示，除了轉(zhuǎn)向可再生能源，芯片制造商還可以提高晶圓廠的效率。他說(shuō)，芯片工廠基本上是”一個(gè)內(nèi)部有潔凈室的巨大倉(cāng)庫(kù)“，而要減少排放，”最簡(jiǎn)單的部分是設(shè)施本身“。

　　晶圓廠可以更有效地調(diào)節(jié)空氣和水溫、濕度和壓力。他們可以對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行分段，這樣一條生產(chǎn)線的壓力就高，而另一條生產(chǎn)線的壓力較低，與將整個(gè)倉(cāng)庫(kù)保持在高壓下相比，使用的能源更少。

　　康奈爾大學(xué)從事半導(dǎo)體材料研究的工程學(xué)教授 Huili Grace Xing 說(shuō)，它們可以捕獲更多數(shù)據(jù)并使用機(jī)器學(xué)習(xí)在不使用時(shí)關(guān)閉工具。

　　還有旨在解決 制造半導(dǎo)體中使用的污染最嚴(yán)重的材料的創(chuàng)新。芯片行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中使用不同的氣體，其中許多氣體對(duì)氣候產(chǎn)生重大影響。

　　臺(tái)積電表示，它已經(jīng)安裝了洗滌器和其他設(shè)施來(lái)處理氣體排放。但另一種方法是更換”更臟“的清潔氣體，這些清潔氣體用于清潔半導(dǎo)體制造中的精密工具，索爾維特殊化學(xué)品公司從事半導(dǎo)體氣體研究的化學(xué)工程師邁克爾皮特羅夫說(shuō)。

　　皮特羅夫說(shuō)，在過(guò)去六年對(duì)大約六家芯片制造商客戶的工業(yè)測(cè)試中，他和他的團(tuán)隊(duì)用”更清潔“的氟取代了污染更多的氣體，對(duì)全球變暖的影響更低。

　　其他公司的目標(biāo)是用于在晶片上蝕刻圖案并清潔硅片表面的氣體——用于制造半導(dǎo)體的薄片材料。例如，總部位于巴黎的工業(yè)氣體公司 Air Liquide 已經(jīng)提出了一系列對(duì)全球變暖影響較小的替代蝕刻氣體。

　　但更換氣體將是一個(gè)挑戰(zhàn)：一旦晶圓廠開(kāi)始運(yùn)行，任何接觸硅片的物質(zhì)，例如蝕刻氣體，都很難改變，Hanbury 說(shuō)。這個(gè)過(guò)程涉及大量的精度。晶圓廠必須在郵票大小的晶圓上放置多達(dá) 1 億個(gè)晶體管，并且需要完美地完成。Hanbury 說(shuō)，晶圓廠需要4到5年的時(shí)間來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)配方，”一旦你設(shè)定了它，你基本上就不想改變它“。

　　一些專家認(rèn)為，芯片制造商將開(kāi)始修改他們的工藝以引入更環(huán)保的氣體，特別是如果大公司采取行動(dòng)的話?！比绻_(tái)積電轉(zhuǎn)換，我相信其他人也會(huì)，“方斯塔德說(shuō)?！比绻_(tái)積電不這樣做，那么其他制造商可能會(huì)轉(zhuǎn)而證明他們比臺(tái)積電更好?！?/p>

　　對(duì)于芯片行業(yè)的一些觀察者來(lái)說(shuō)，清理該行業(yè)的決心似乎是真實(shí)的。李說(shuō)，目前對(duì)芯片的巨大需求只會(huì)幫助半導(dǎo)體行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

　　”他們的利潤(rùn)率很高，賺了很多錢(qián)。因此，即使所有這些綠色碳措施都有成本，但他們可以負(fù)擔(dān)得起。而且越來(lái)越多的客戶愿意為更環(huán)保的設(shè)備支付更多費(fèi)用，“他說(shuō)。