人类只有一个地球,在经济发展的同时如何保护好人类的生存环境已经成为一个紧迫的社会议题。半导体繁复的制程导致了半导体制造工业的特殊性,其生产线所产生的废弃物如不妥善处理,将对外围自然环境造成难以挽回的负面影响。

时值晶圆代工产能供不应求,水情告急成为干扰业者生产的新不确定性因素,牵动全球半导体市况。缺水问题是对半导体生产企业的一次考验。提升水资源管理意味着要尽可能提高工艺效率减少用水,或者建立相对应的应变机制,例如引入新水源、废水利用、建立储备等,以避免缺水问题影响生产。

对此,中国半导体行业协会副理事长、集成电路分会理事长叶甜春表示:“目前中国制造业全球规模最大,作为世界工厂,大量能源被消耗,每个环节都有加强资源管理的空间。”

中国半导体行业协会副理事长、集成电路分会理事长叶甜春

半导体制造业水资源现状

半导体制造业的水资源管理可分为三个方面:用水、废水管理以及再生水。

其中用水是指“用于特定用途的水”,水质要求根据使用目的而不同。半导体工业使用的水一般可分为超纯水(Ultra-Pure Water, 简称UPW)1、工业用水(用于设备运行)和生活用水,根据每种水的性质进行处理和供应;废水管理中的“废水”一般指“因含有液态或固态污染物而无法直接使用的水”,半导体工业废水主要在晶圆清洗工艺和废气处理设备处理污染物后排放;而再生水是指“经污水和废水再生设备处理的水,可用作生活用水和工业用水”,半导体生产过程中产生的水都会经过处理并根据用途确保所需水质后再使用。

半导体是大型电子工业的重要基础,为许多日常使用的电子设备提供必不可少的功能支持。随着半导体需求增长,半导体行业使用、处理和管理水资源变得愈加重要。因此,越来越多的企业开始重视这部分资源,并采取了一系列措施。

企业实践中的水资源管理启示

制造半导体需要大量的水,水资源管理对半导体行业至关重要。因此,在全世界对半导体的需求持续增长的情况下,水资源管理对于推进绿色半导体工程而言是重中之重,对于中国半导体产业的长远发展同样重要。对此,叶甜春认为,中国已经有非常强的综合科技实力,此时应团结、联合愿意与我们合作的国家和地区、企业和研究机构,一起建立这种新的生态,在这种生态下面形成新的体系和标准。

全球领先的半导体企业SK海力士致力于在经济价值和社会价值之间保持健康的平衡,并制定了一系列关于废水再生、减少浪费和提高效率的方案。SK海力士将运用生命周期评估系统(Life Cycle Assessment,简称LCA)2,评估和改善产品在其整个生命周期内的耗水量和环境影响,以获得更多环保产品认证。公司还计划携手世界半导体理事会(World Semiconductor Council, 简称WSC)制定“半导体工业水资源的定义”,在共同实现废水再生方面发挥主导作用。2021年,SK海力士将争取从一些老旧废水处理设备处理排放的废水整合到更先进的综合废水处理设备,改善排放水的质量。目前,SK海力士将法定标准中主要水质指标——生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand, 简称BOD)控制在国家标准的10%以内(国家标准30mg/ l 、公司标准2.4mg/ l ),并仍在继续加大投入和维护力度。

SK海力士韩国利川工厂的再生水系统

除此之外,由于半导体产业特性导致用水量大,因此,企业必须对放流水及污染物质排放量不断增加的问题加强管理。如果生产设施的放流水污染程度较低,则应将其投入回收利用设施和用水循环设施,以实现放流水的回收利用。SK海力士无锡园区在2019年扩建工厂时,新设了两座放流水处理场,严格遵守水质污染程度标准。另外,SK海力士还携手重庆园区构建运营排放水污染物质浓度实时检测系统-TMS(Tele Moni-toring System)。通过该系统,向企业将及时透明地向环保局发送排放水处理和管理信息。此外,SK海力士还在全公司范围内持续扩大放流水减排及管理活动,如 :根据放流水的特点进行分类,再按特性完成水处理厂处理后排放等,培养员工在水资源管理方面的意识,从而更好地帮助推进绿色半导体工程的发展。

SK海力士无锡C2F

叶甜春提到:“半导体行业已经形成了全球化的趋势,很难再逆潮流而行。中国半导体产业需要坚持和国外优秀企业合作,从而互相交流经验。SK海力士作为一家在中国发展的跨国企业,在水资源管理和环境保护方面投入和处理方式值得我们思考和学习。”

当今社会已进入以半导体技术为核心的信息时代,但半导体生产过程中的环境管理问题不容小觑。多年来,SK 海力士以保护环境为企业的重要职责,坚持环境友好的经营方针,为推进绿色半导体工程、保护环境、改善环境而不断努力。

1超纯水(Ultra-Pure Water, 简称UPW)是经过严格净化处理的水,不含任何离子、颗粒、氯或二氧化硅。主要用于半导体和制药工业。

2生命周期评估(Life Cycle Assessment,简称LCA)是考虑被评价产品的整个生命周期进行环境影响评估的管理工具。公司可以利用生命周期评估,获得碳足迹和水足迹认证。生命周期评估是用于评估某一产品整个生命周期相关的环境因素和潜在影响的方法。