本文來自半導體產(chǎn)業(yè)縱橫，作者/六千。
半導體產(chǎn)業(yè)帶來的環(huán)境問題似乎被有意的淡化了。
大眾對半導體行業(yè)的關注，往往聚焦在設備、軟件工具、原材料等等這些直接關系到生產(chǎn)效率的環(huán)節(jié)，對于半導體行業(yè)產(chǎn)生的環(huán)境問題似乎并沒那么關注。但隨著全球性高溫的影響日益凸顯，極端天氣頻發(fā)對半導體供應造成直接影響，半導體行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題已經(jīng)迫在眉睫。
2020年哈佛大學的一個小組發(fā)表了一項研究統(tǒng)計ICT產(chǎn)業(yè)的碳排放量，統(tǒng)計包括從組件制造到設備運行時的使用的能源再到回收利用。這項研究匯總了許多大型科技公司公開的可持續(xù)發(fā)展報告中的數(shù)據(jù)，包括臺積電、英特爾、谷歌、微軟、Facebook和蘋果。報告結果發(fā)現(xiàn)對于這些公司來說，除了數(shù)據(jù)中心以及其他設備的耗電量外，硬件制造過程是最為主要的碳排放源之一，這一數(shù)據(jù)將半導體制造對環(huán)境的污染推到了臺面上。
芯片制造的需求芯片制造需要大量的能源和水；許多自然資源，如鈷、鋰和黃金；以及各種危險化學品，例如全氟化碳(PFC)，其全球變暖潛能值高達二氧化碳的10000倍。保護環(huán)境的重要性不需要贅述，但是半導體產(chǎn)業(yè)對環(huán)境保護的重要性意識是否足夠呢？
極端天氣頻發(fā)，直接影響半導體生產(chǎn)
溫室氣體的排放是全球氣候變暖的重要原因，而全球變暖則導致了極端天氣頻發(fā)。從2021年到現(xiàn)在，各類極端天氣對半導體產(chǎn)業(yè)的影響直接可見。
2021年美國的暴雪，德州過數(shù)風力發(fā)電機結冰出現(xiàn)故障，由此出現(xiàn)1.2萬兆瓦電力缺口。此外，為發(fā)電廠的天然氣供應也受到限制，這讓三星、恩智浦、英飛凌等半導體工廠在美國當?shù)氐墓S直接停擺。
有研究稱全球變暖可能導致大型地震頻發(fā)的誘因之一，而半導體生產(chǎn)的幾個重要地區(qū)中國臺灣、日本、以及東南亞的菲律賓均處于地震帶上。地震一方面會影響供電及工廠設備的正常運行，另一方面也會影響物流運輸。
同時全球變暖還導致了中國臺灣地區(qū)的干旱問題，而世界最大的晶圓代工廠臺積電的生產(chǎn)耗水量極高。在2021年缺水嚴重的時期，臺積電不得不斥巨資購買水資源以維持生產(chǎn)。
即使已經(jīng)看到了全球變暖的發(fā)生，也在承受著全球變暖帶來的后果，但經(jīng)濟效益面前，政府選擇提供數(shù)十億美元的補貼，但附帶的條件與環(huán)境無關。隨著美國和歐洲都在競相重建其芯片制造基礎設施，環(huán)境問題正在被淡忘，因為他們吸引半導體公司的法案中沒有與環(huán)境保護相關的部分。
對芯片的需求，讓環(huán)境問題被忽視
《芯片和科學法案》的簽署成為美國提振本地半導體產(chǎn)業(yè)的機會。在美國將半導體制造企業(yè)引入美國本土的時候，大眾并沒有針對半導體制造帶來的環(huán)境問題展開討論。但這個法案背后的影響應該得到重視，政府準備向一個消耗能源并產(chǎn)生有毒廢物的行業(yè)注入520億美元，而越多的芯片被制造，就意味可能會有越多的電子產(chǎn)品會產(chǎn)生能耗問題。
英特爾公司、三星電子公司和臺積電的新項目準備在全世界多個地區(qū)動工。這些公司的企業(yè)責任報告顯示它們的用電量和用水量已經(jīng)在上升。麥肯錫預測半導體行業(yè)的規(guī)模將在2030年達到萬億美元，整個產(chǎn)業(yè)的快速增長背后隱藏著更大的環(huán)境問題，在沒有來自政府的壓力的情況下，芯片制造商的擴張給環(huán)境問題帶來多大影響在很大程度上將取決于芯片制造商本身。
在我們的文章《半導體污染悖論》中，曾介紹到半導體生產(chǎn)與環(huán)境保護的沖突。制造半導體是一項復雜且昂貴的業(yè)務，芯片制造商的機器設備使用設備通常不到十年，芯片制造商需要在設備報廢之前將拿回設備成本并實現(xiàn)盈利，因此芯片制造商的工廠每周7天、每天24小時的運作。
英特爾和臺積電的企業(yè)可持續(xù)發(fā)展報告中，兩家企業(yè)的年碳排放量年排放量約為300萬噸和900萬噸，而2020年全球溫室氣體排放總量為500億噸。雖然與牛肉行業(yè)相比，這些數(shù)字相對較?。ㄅＨ庑袠I(yè)的年溫室氣體排放量占溫室氣體排放總量的近9%）。但問題是世界對半導體的需求看不到盡頭，人類可以不吃牛肉，但人類已經(jīng)回不到?jīng)]有智能技術的時代了。
頭部芯片制造商著手環(huán)保問題
半導體產(chǎn)業(yè)人士認為，芯片本身已經(jīng)讓世界變得更加綠色。大氣、水等污染源監(jiān)測為主的國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡，也需要傳感器等芯片產(chǎn)品的應用。與其去討論半導體行業(yè)對于環(huán)境的功過，不如先行動起來。
如果說半導體行業(yè)完全忽視了環(huán)境問題，這并不公平。隨著多家半導體巨頭都在強調(diào)可持續(xù)發(fā)展是公司的重要戰(zhàn)略，可以看到多家半導體制造公司都在針對環(huán)境問題做出努力。
使用可再生能源成為主要手段
三星在美國、歐洲和中國的海外半導體基地已經(jīng)完全依靠可再生能源運營。但三星仍在努力在世界其他地區(qū)開發(fā)可持續(xù)能源，包括其最大工廠所在的韓國。到2021年，三星使用的能源中只有約16%來自可再生能源，高于2020年的13%。臺積電同樣使用清潔電力為其海外業(yè)務提供動力。但在其大部分工廠所在的臺灣本土，總數(shù)不到10%。
根據(jù)最近的報告，英特爾在其全球82%的業(yè)務中使用可再生能源。英特爾做得更好，部分原因是它在俄勒岡州、亞利桑那州和新墨西哥州的工廠附近可以獲得更環(huán)保的能源。到2021年，該公司80%的電力來自可再生能源。盡管如此，其總能源使用量在此期間增長了9.4%，達到116.1億千瓦時。這大約是舊金山市一年使用量的兩倍。
根據(jù)英特爾最近的企業(yè)責任報告，其兩類溫室氣體的排放量比2000年下降了19%，當時的二氧化碳排放總量超過400萬噸。但自2010年左右降至不到200萬噸后，排放量再次上升，到2021年底達到337萬噸。英特爾表示，制造芯片的日益復雜性再次迫使公司的碳排放量回升。
處理生產(chǎn)中的廢物
芯片制造商表示，他們在防止?jié)撛谖ｋU材料進入垃圾填埋場方面取得了重大進展。他們已經(jīng)找到了可以重復使用或回收硫酸和金屬等在芯片生產(chǎn)過程至關重要的物質(zhì)的方法。但更多的生產(chǎn)意味著將有更多的廢物需要處理，這可能會給回收系統(tǒng)帶來壓力。
目前可以確定的是，頭部的半導體公司已經(jīng)逐步走上正軌。英特爾在2021年產(chǎn)生了344公噸的垃圾，低于上一年的414噸，其中僅5%被送往垃圾填埋場。與此同時，臺積電連續(xù)12年傾倒了不到1%的廢物。三星報告了96%的廢物回收率，其芯片部門子在2020年首次完成了在垃圾填埋場的零排放。
此外，該行業(yè)一直在努力減少PFC的使用，尋找更環(huán)保的替代品，并開發(fā)改進的減排方法，以在使用PFC時將其銷毀。這包括與EPA的長期合作伙伴關系以及一項新的跨行業(yè)研發(fā)計劃。
芯片制造商正在努力，但努力的效果不可能在一夜之間完成，像英特爾這樣的芯片制造商已經(jīng)承諾要削減排放和用水量。臺積電、三星、SK海力士等對能源消耗較高的公司則嘗試使用更多的可再生能源，迄今為止，向可再生能源的轉變一直是減少半導體和硬件制造碳排放的關鍵因素。但即使在樂觀的情況下，預計制造業(yè)仍將繼續(xù)在該行業(yè)的碳足跡中占據(jù)很大份額。
大公司領先環(huán)境保護，釋放了什么信號？
對于已經(jīng)上市的大公司來說，向公眾公布公司的碳核算報告，也將從某種程度上約束企業(yè)的污染物體。從全球范圍來看，無論是谷歌和Facebook等面向數(shù)據(jù)中心的大型公司，還是英特爾和臺積電等公司，都圍繞著技術范圍內(nèi)的碳指標進行透明的公開，也針對碳排放問題思考展開了更多討論并提出解決方案。
英特爾現(xiàn)在的目標是到2040年將排放量減少到“凈零”。根據(jù)英特爾首席可持續(xù)發(fā)展官Todd Brady的說法，英特爾在采用基于科學的方法來解決排放和廢物等問題，英特爾的目標是到2030年實現(xiàn)用水量“凈增”，這意味著它的用水量將少于其生產(chǎn)量。
臺積電已承諾到2050年實現(xiàn)凈零排放，三星正在推動一套新的標準和指導方針，據(jù)稱這些標準和指導方針更準確地反映了芯片行業(yè)的影響。大公司注意環(huán)境問題，除了作為地球公民的責任心，還有很大一部分是因為ESG成為了公司公開資料的重要部分,也會影響資本市場對公司價值的判斷（影響股價）。
相對于國外已經(jīng)成熟的半導體公司，對于國內(nèi)仍處于發(fā)展階段的半導體公司來說，討論環(huán)保像是一種“何不食肉糜”的道德綁架。但保護環(huán)境，是為了中國半導體更好的發(fā)展。
