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科技綠色革命 半導體驅動循環經濟

提要

先進製程產能擴張,推升金屬、氣體用量,大咖邁向永續,回收節能成為第一步

本文共1359字

經濟日報 記者尹慧中、李孟珊、林思宇/專題報導

前言

願景工程去年8月公共化,自聯合報系獨立而出,成立基金會。我們思考,推動社會進步,優質報導不可或缺、不容中斷。聯合報系以「陽光行動」專題,環繞永續、關懷、監督,推出深度報導。陽光生生不息,是永續發展的動能。陽光和煦溫暖,關懷有需要的人,陽光普照大地,監督有權力的人。我們自勉,以陽光的熱力,以行動的踐履,以一篇篇報導,讓台灣更好。

經濟日報規劃「綠色矽島永續大計」專題,今天起刊載二天,帶您瞭解半導體製造到終端產品形成的新經濟型態。今天的報導以台積電(2330)(2330)與日月光的案例,一窺台灣科技業的全新綠色革命與循環經濟發展狀態。

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電子科技日新月異,對晶片需求與日俱增,半導體在你我身邊幾乎無所不在,舉凡辦公用的電腦、和親人朋友聯繫感情的手機、休閒娛樂的遊戲機,乃至於上太空、坐飛機、開車,甚至家中冰箱、冷氣等都要用到半導體。

業界人士分析,一座超大型晶圓廠(Giga-Fab)面積已相當於數個日本甲子園棒球場,半導體廠生產線24小時運作,維繫著全世界人類生活,不僅製程複雜、廠內機台規模也絕非人工能全面兼顧,如何降低生產過程當中產生的能耗,並將廢棄物有效循環處理再利用,更是一門學問。

走進半導體廠區,不難發現廠內的軌道機器人運輸繁忙景象遠超過尖峰時刻的台北車站、台北捷運市府站與忠孝復興站總和,這樣高速運轉生產,也在每分鐘產生尚待妥善處理的廢棄物。

隨著先進製程產能擴張,不僅對電力的需求飛快增長,也帶動更多化學品或金屬、氣體資源使用,並衍生循環經濟議題。

以先進製程所需要的極紫外光曝光機(EUV)為例,全球EUV獨家製造商荷蘭艾司摩爾(ASML)估計,當前每台EUV的額定耗電量約為100萬瓦,約為前幾代裝置的十倍,隨著製程的演進,EUV機台使用為必要之重,現階段又無可取代的設備可使用,電力問題成為晶圓製造業無法逃避的問題。

根據統計,台積電為全球半導體業界擁有最多EUV機台的公司,旗下目前已有超過80台EUV,新一代裝置還在安裝中。預計到2025年,僅台積電一家公司就將占全台灣整體能源消耗的12.5%,遠高於2020年的6%。

另一方面,工研院產科國際所數據顯示,台灣整體半導體製程對應的廢棄物至少有25種,相關廢料包含晶圓入料時會產生廢晶片及廢晶盒,擴散製程階段時使用的氟化氫化學產品,使用後會產生大量廢硫酸、廢氫氟酸等。

就半導體晶片產出過程來看,半導體晶圓廠從製造到封測端,都會有矽廢料產生。而半導體產業展開節能減碳的順序,多半先從製程節能做起,然後再納入後段氣體排放的二氧化碳減量。

另一個議題是,半導體製造過程需要投入大量金屬稀土礦石資源及化學產品,這些的稀土材料或化學品、零組件幾乎有50%以上需仰賴進口,過往這種線性經濟的生產方式,當IC產品生產完成銷售到世界各地,但為了生產IC產品大量進口進來台灣的材料只使用數次後,即被當成廢棄物處理,非常可惜。

晶圓代工龍頭台積電與封測一哥日月光領頭下,2021年台灣半導體產值逾4兆元,占全台灣GDP比重超過兩成,2022年持續增長中,在半導體引領經濟向上,為民眾帶來更便利的生活之際,無可避免帶來更多汙染源與能耗問題,也讓經濟成長與節能永續開始展開拔河賽。

晶圓代工龍頭台積電與封測一哥日月光希望,廢棄物能「從搖籃到搖籃」,自己製造的自己消化掉,扛起環境永續的世代責任。

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