半導體是微小而強大的技術奇跡，是每個現代電子設備的核心。這些基本組件是智能手機、電腦、汽車和許多其他設備的靈魂，讓我們的日常生活變得更加輕松。半導體器件制造是一個復雜的過程，涉及初始設計、晶圓生產、蝕刻、封裝測試等眾多步驟，每個步驟的實現都面臨著各種技術挑戰。

　　半導體制造過程中晶圓蝕刻、腔室清潔和其他活動中使用的工藝氣體對半導體工廠的溫室氣體排放有很大影響。這些氣體包括全氟化碳、氫氟碳化物、三氟化氮和一氧化二氮，具有很高的全球變暖潛勢，如何實現半導體行業的可持續性發展也是亟待解決的問題。

　　半導體生產需要大量的能源和資源，對環境的影響不可忽視。另一個需要考慮的方面是小型化。事實上，隨著芯片尺寸不斷縮小，未來制造設施的能源需求預計將大幅增加。芯片復雜性和性能的提高在制造過程和使用設備時需要更多的能量。

　　摩爾定律最初由戈登·摩爾于 1965 年提出，指出集成電路芯片內的晶體管數量大約每兩年增加一倍。這意味著計算機處理能力往往會以類似的速度翻倍。然而，晶體管數量和處理能力的持續增長給芯片制造的可持續性帶來了一些關鍵問題。盡管摩爾定律帶來了技術創新的重大進步，但如果不充分考慮可持續性，繼續應用摩爾定律可能會導致環境問題。因此，半導體行業有必要面對能源轉型的緊迫挑戰，采取生態兼容的措施和生產模式，以變得更加可持續。

　　半導體行業影響：

　　如今，半導體制造的可持續性受到高度關注。如果我們觀察所有部門的整個供應鏈的排放量，我們可以看到半導體公司的排放量相當大。這些考慮導致人們尋找新的生產模式，推動整個半導體價值鏈實現凈零排放生產，以尊重全球脫碳目標。半導體行業長期以來一直與高能源和資源消耗聯系在一起。制造過程需要極高的精度和嚴格的環境控制，通常會導致對電力和水的巨大需求。此外，許多用于半導體制造的材料，例如硅，需要密集的提取和能源密集型純化過程。這種生產模式從長遠來看是不可持續的，因為它會給自然資源帶來壓力并增加該行業的環境足跡。隨著半導體公司被迫增加產量以滿足不斷增長的需求，減少溫室氣體排放的挑戰也隨之出現。

　　幾家半導體公司已經設定了自己的排放目標。在未來幾個月或幾年里，預計越來越多的半導體公司將致力于實現其排放目標。英飛凌科技計劃減少溫室氣體排放到 2025 年減少 70%，并渴望到 2030 年底實現排放碳中和。此外，英特爾最近承諾到 2040 年在其全球運營中實現溫室氣體凈零排放，設定的目標是實現 100% 使用來自到 2030 年使用可再生能源。同樣，臺積電 (TSMC) 制定了到 2030 年 25% 的電力來自可再生能源的全球目標。可持續發展目標還涉及半導體行業的其他運營商，例如意法半導體和恩智浦半導體。

　　半導體工廠排放的主要原因與其大型生產設施運行所需的能源有關。工廠的溫室氣體排放量占半導體制造排放量的 80% 左右。排放源主要來自工裝，其中包括數百種生產工具，如光刻設備、離子注入機和高溫爐等。需要氣候和濕度控制的潔凈室以及氣體減排設施、廢水泵、冷水機和水凈化也會產生重大影響。

　　晶圓蝕刻、腔室清潔和其他活動中使用的工藝氣體對半導體工廠的溫室氣體排放有很大貢獻。這些氣體包括全氟化碳、氫氟碳化物、三氟化氮和一氧化二氮，具有很高的全球變暖潛勢 (GWP)，并且隨著芯片尺寸的變小而增加。高全球升溫潛能值傳熱流體也可能產生溫室氣體排放，當用于冷卻器以在制造過程中控制晶圓溫度時，這些傳熱流體可能會釋放到大氣中。除此之外，還有來自供應商、化學品和原材料，或來自運輸至客戶設施的排放，盡管這些上游排放通常僅占半導體工廠溫室氣體總量的 20% 左右。由于使用含有半導體的產品產生的下游排放(根據使用情況而變化)，情況變得更加復雜。例如，在間歇使用階段具有低功耗的便攜式設備的排放量將比不間斷運行的數據中心低得多。

　　工廠面臨著在運營過程中實現減排并加速脫碳的挑戰。需要考慮的一方面是減少與儀器相關的能源消耗，這可以通過升級和更換更節能的儀器或實施智能控制系統來實現。工廠可以通過直接優化某些工藝參數、降低氣壓、增加濕度、限制未使用區域的空氣交換或消除供氣管道中的泄漏來改善潔凈室的能源消耗。實施熱回收和工藝優化等創新技術可以提高現有設施的能源效率，進一步降低總能源消耗。

　　采購和使用可再生能源還可以鼓勵提高建筑物的能源效率，并用 LED 燈具替換工廠的現有照明。為了確保能源連續性，工廠采用并網和離網相結合的方式供電。大部分離網能源來自工廠擁有的化石燃料發電廠。半導體工廠可以通過提高效率或改用沼氣或綠色氫氣等替代燃料來顯著降低這些工廠的能源消耗。或者，他們可以通過開發依賴綠色技術的新離網能源來產生額外收入，例如光伏、燃料電池和電池儲能系統，補充工廠的并網能源。

　　工廠可以通過綠色能源產品從公用事業公司購買可再生電力來減少消耗。投資太陽能、風能和水力發電可以大幅減少半導體工廠的碳足跡，從而減輕該行業的整體環境影響。盡管有眾多優點，但我們必須考慮到一些生產過程需要高溫和特定的大氣條件，這使得可再生能源的使用變得困難。此外，在世界某些地區，可再生能源的成本可能高于傳統能源，導致企業難以投資綠色基礎設施。

　　總體而言，當公司考慮在哪里建造新工廠時，更容易獲得可再生能源可能是一個重要因素。半導體生產的另一個相關方面是工藝氣體會加劇全球變暖。排放量根據設施的使用年限和減排技術的復雜程度而有所不同。盡管很少有綠色解決方案可以被視為當前氣體的有效替代品，但可以通過調節工藝參數(例如腔室溫度和壓力)或使用對環境影響較小的替代化學物質來減少排放。半導體制造工藝涉及多種材料的使用，包括硅晶片、化學品和水。通過優化流程和減少浪費，公司可以最大限度地減少對環境的影響。

　　氣體減排將成為未來中短期內解決工藝氣體排放問題的主要策略，至少在排放量較低的替代氣體出現之前或在氣體回收成為廣泛采用的工藝氣體之前是這樣。半導體工廠還可以使用各種方法捕獲未使用的工藝氣體和副產品，然后將其提煉成可重復使用的純工藝氣體，從而可能減少氣體排放。

　　實現可持續性發展需要考慮因素：

　　半導體制造的可持續性為環保技術行業鋪平了道路。半導體是我們每天使用的許多電子設備中的組件，例如個人電腦、平板電腦、智能手機或電視。它們還在工業應用中找到了出路，例如汽車工業或照明。近年來，半導體需求不斷增加，導致半導體行業碳排放量增加。全球CO 2排放量并未減少。

　　實現半導體可持續性的關鍵問題之一是可再生能源的使用。大多數半導體制造設施需要大量電力來為制造過程提供動力。通過使用風能或太陽能等可再生能源，公司可以減少碳足跡，許多半導體公司已經在走這條路。減少浪費和有效利用資源也是半導體可持續發展的基礎。一個可能的解決方案是循環經濟，它涉及材料的回收和再利用，特別是生產過程中使用的材料的回收和制造廢物的正確處理。

　　以上就是如何實現半導體行業的可持續性發展的全部內容分享。公司可以采用可持續包裝實踐來減少其產品產生的廢物量。半導體行業還在探索從可再生資源和技術中獲得的新材料，以減少生產對環境的影響。在制造業務中，許多流程或工具可能需要被更環保的替代品所取代，其中一些仍處于早期開發階段。通過在制造和整個供應鏈中采用可持續實踐，并投資可持續解決方案的研發，半導體公司可以減少其影響，并在環境日益敏感的全球市場中獲得競爭優勢。

　　浮思特科技深耕功率器件領域，為客戶提供IGBT、IPM模塊、單片機、觸摸芯片等功率器件，是一家擁有核心技術的電子元器件供應商和解決方案商。