供应链协作是芯片产业可持续发展的关键

在COP27会议之后，SEMICON Europa 2022(慕尼黑，11月15日至17日)的智能和绿色制造峰会及时关注了半导体行业为实现联合国将全球变暖限制在比工业化前水平高1.5°C的目标所做的贡献。

然而，在半导体这样一个庞大而有价值的行业中，社会和环境影响可以有多种形式，提高行业可持续性表现的举措也可以有多种形式。因此，峰会提出了广泛的主题，包括可持续发展对这个行业意味着什么，以及哪些挑战是最需要解决的。专家发言人还研究了半导体行业在可持续发展方面的表现现状，并分享了对未来的展望，其中一个行业是树立榜样，而不是追赶。

设定正确的可持续发展目标

此次峰会为英特尔(Intel)和三星(Samsung)等行业巨头提供了一个概述其环境和社会治理政策的机会。Mousumi Bhat，副总裁SEMI的可持续发展项目，首先寻求将可持续发展的概念置于聚光灯下。正如她所指出的，半导体是几乎所有有助于解决气候变化和其他环境问题的技术的推动者。不过，她警告称，“半导体也可能是问题的一部分。预计到2030年，该行业的年复合增长率为8%，年收入将达到1.3万亿美元。这种增长将需要更多晶圆厂。”这是一个问题，因为一个大型晶圆厂每天会消耗100兆瓦的电力和200万到400万加仑的超纯水。

穆苏米·巴特，SEMI可持续发展项目副总裁

这意味着，有充分的理由采取激进行动，大幅减少半导体供应链对环境的影响，而半导体行业也无法逃避这一点。英特尔商业、监管和可持续发展管理律师Anneclair Mohr对此表示赞同。“我们的工作比以往任何时候都更重要，也更受关注，”她说。在这一点上，穆苏米·巴特(Mousumi Bhat)慷慨激昂地呼吁建立一种新的商业方法，基于三个优先事项:

• 考虑到长期社会经济因素的商业计划
• 目的导向的领导
• 绿色技能，以建立适合执行环境和经济职能的劳动力

巴特对半导体行业的可持续性意味着什么的问题，在英特尔和三星的贡献中得到了反映。莫尔描述了英特尔对RISE(负责任、包容、可持续、赋能)计划的承诺。作为这一目标的一部分，英特尔的目标是到2040年在其整个业务中实现温室气体(GHG)的净零排放。该公司已经开始从可再生能源中获取电能，目前在其生产基地有100多个可再生能源装置。

Claire HyunJung Seo，三星电子公司副总裁

然而，考虑到巴特所引用的快速增长预测，人们认为衡量可持续性表现不应由单个公司自行决定。三星电子公司副总裁Claire HyunJung Seo有力地阐述了这一点。她指出，在三星，可持续发展目标是“企业管理的一个非常重要的组成部分”，涉及环境、劳工和人权、企业公民身份以及供应链等问题。

三星电子的环境目标包括到2050年实现零碳排放。在业绩衡量方面，她呼吁业界团结一致，制定一个适合半导体行业的新的可持续发展指数。她说，三星将使用新的半导体环境绩效指数(SEPI)来更好、更透明地与利益相关者沟通。

Cedric Rolin, imec项目经理

这个问题也引起了imec的兴趣。imec可持续发展项目经理Cedric Rolin介绍了imec.netzero，该项目旨在帮助半导体公司评估和改善其对气候的影响。正如他所指出的，imec.netzero显示，要达到联合国《巴黎协定》提出的到2030年将温室气体排放量减少50%的要求，该行业还有很长的路要走。他评论说:“在8%的预测增长率下，如果不采取行动使该行业的制造业务更加气候友好，温室气体排放实际上将增加四倍。”

可持续性不仅仅意味着转向可再生能源

Edwards Vacuum的环境解决方案业务发展经理Chris Jones解释了气候影响是如何在半导体供应链中产生的，正如他所说，这是一个非常复杂的系统。就其自身而言，爱德华兹正在采取令人印象深刻的行动，例如制定路线图，将真空泵的功耗降低50%。他指出，总体而言，整个行业改善减排的效果将远远超过一家公司采取的任何行动。

克里斯·琼斯，爱德华兹真空公司环境解决方案业务发展经理

这一点得到了弗劳恩霍夫研究所项目经理Robert Wieland的赞同，他指出了NF等有害氟化气体(F气体)浓度上升的趋势_3.在大气中，半导体工业要对污染负部分责任。DAS环境专家有限公司全球业务发展总监Guy Davies博士强调了全氟化合物(pfc)的重要性，这是一种广泛用于晶圆厂的化学品系列。PFC，如CF₄的全球变暖潜力是二氧化碳(CO₂)并且在大气中存在很长时间。

戴维斯博士说:“让半导体供应链达到净零，远远不只是转向可再生能源为晶圆厂提供动力。特别是，任何可持续发展计划都必须包括几乎完全销毁全氟化烃，并采用全氟化烃的替代品。”

Guy Davies博士，DAS环境专家有限公司全球业务发展总监

创新减少了半导体制造对环境的影响

此次峰会提供了大量证据表明，汽车行业正在认真应对排放、化学污染和资源利用等问题。弗劳恩霍夫研究所项目经理Robert Wieland介绍了氟氩氮(FAN)的开发情况，这是一种可用于蚀刻和清洗过程的气体混合物。它具有较低的全球变暖潜力，在大气中的寿命非常短。例如，FAN可以代替CF₄在硬掩模蚀刻时，可大幅度降低氟的总使用量₂F₆/ O₂或科幻小说₆。他还强调了二氧化碳的减少₂在分晶圆厂用洗涤代替高温燃烧可产生的排放物。

Robert Wieland，弗劳恩霍夫研究所项目经理

在其他发言者关于改善环境绩效的建议中，化学减排是突出的内容。Centrotherm清洁解决方案公司首席技术办公室Adam Stover博士描述了一项研究，该研究表明，运行减排过程(消耗的能量和使用的水，以及产生的废物)对环境的危害通常远远小于改善减排性能的环境效益。比如CF₄他说，“难以置信地难以破坏”，通过使用更密集的减排过程，将破坏率从90%提高到95%，在全球变暖影响方面产生了明显的收益。

Adam Stover博士，centertherm清洁解决方案公司首席技术官

应用材料公司环境服务总监Andreas Neuber补充说，这是晶圆厂运营商面临的任务的特点:实现净零将“通过解决许多小型或中型问题，而不是一个非常高价值的问题，”他说。这与Flexciton首席执行官Jamie Potter的贡献相结合，他介绍了他的公司复杂的fab工艺调度软件。它使晶圆厂运营商能够组织工作负载，以优化效率、产量甚至能源消耗。Potter解释说，Flexciton软件的智能调度可以使工具闲置更长的时间，以减少晶圆厂的能源开销。

Jamie Potter, Flexciton的首席执行官

为半导体供应链服务的新计算技术

虽然应用材料公司和其他公司认为，在工艺、工具和化学选择方面有很大的改进空间，但IBM欧洲和非洲研究副总裁Alessandro Curioni博士提出了大幅加速创新导致重大突破的可能性。这将由人工智能(AI)和量子计算等新技术浪潮实现。

在演讲中，Curioni博士指出:“人工智能可以快速积累关于一个问题的全部知识，它可以自动生成假设，它可以自动合成和测试新材料。在半导体制造领域，我们需要新的、可持续的材料。通常情况下，材料的发现需要10年时间和1亿美元。我们需要将发现时间缩短90%。”他指出，量子计算将有助于实现这一雄心，并进一步补充说:“量子是真实存在的，它就在这里，它可以在化学、物理和模拟自然中完成经典计算技术无法完成的工作。未来将是以量子为中心的超级计算。”

不过，都柏林科技大学(Technological University Dublin)的人工智能研究员约翰·凯莱赫(John Kelleher)教授发出了警告。如今，人工智能是一项非常耗能的技术，而且情况只会越来越糟。训练人工智能模型所需的计算工作量(以及消耗的能量)在很大程度上取决于输入的数据量。凯莱赫博士引用的一篇2009年谷歌论文指出，“在大量数据上训练的简单模型优于基于更少数据的更精细的模型。”正如凯莱赫博士所说，“在人工智能领域，你总是可以通过变大来变得更好。”

约翰·凯莱赫博士，都柏林理工大学教授

然而，在先进处理器芯片上运行的人工智能有可能使地球本身变暖。在凯莱赫博士的祖国爱尔兰，据预测，到2028年，数据中心将使用全国30%的电力，其中大部分工作量将由人工智能驱动。他呼吁在他的人工智能领域转变心态，优先考虑在可接受的精度下对低能量的人工智能模型进行优化，而不仅仅是对精度进行优化。

整个行业联合起来解决一个共同的问题

在为解决半导体供应链的可持续性问题而提出的广泛解决方案中，发言者一致认为，这是一个行业需要作为一个整体来解决的问题。

为了寻求共同的解决方案，SEMI正在为行业提供领导地位，尤其是在其形成的半导体气候联盟美国前副总统戈尔(Al Gore)在向峰会展示的一段视频中说:“你们的计划非常鼓舞人心，但你们正处于最容易的阶段，艰巨的工作现在开始。”

DAS环境专家公司(DAS Environmental Experts GmbH)气体处理首席运营官兼美国总经理Stephan Raithel在峰会开幕时说:“我们很荣幸能够进入半导体行业，但这也意味着我们有义务:让世界至少像今天一样好，甚至更好。”