环境保护应是政府发展半导体产业的第一关注
导语
近年来，随着国际形势的变化，半导体产业成为了各地政府优先发展的“香饽饽”产业。有媒体连续推出了各个省市的“造芯记”，据统计国内发展半导体产业的省份超过了十个，计划中半导体代工厂达到了近30家，若从全产业链角度看，加上代工厂之外的半导体材料、化合物半导体及6英寸以下的小尺寸晶圆厂，这个数字可能超过上百家。
一边是半导体产业投资热，一边是媒体的热炒，衍生了一场半导体产业的大竞赛。可是，关于半导体产业对环境的影响，这方面的议论和文字非常之少，更不要说是具有科技成分的文章了。也许这是情有可原，在我们目前的发展阶段里，科技是第一位的，打破零的封锁可能比有序发展更值得关注。
最近，刊登在美国《TECHNOLOGY》的一篇署名文章，又一次进入了人们的视野，这篇文章的作者是塔蒂亚娜•施洛斯伯格(发表于2019年9月22日)。文章的题目“硅谷是美国污染最严重的地方之一“(Silicon Valley Is One of the Most Polluted Places in the Country)，也许，文章内容有些耸人听闻，数据未必准确可信，但仍不失为我们发展半导体产业的另一个参考。
一、半导体的“小分子”学说
半导体行业作为高新技术产业往往被人误解为“清洁”产业，事实上，半导体在制造过程中使用了大量的有机和无机物，其中不乏许多有毒有害物质，如不加以控制，将会产生较大的环境污染。这一点是我们都知道的常识。
不久前，笔者在参加一国际知名半导体制造厂会议后驱车驶离，没有过几个红绿灯就发现有大片的居民小区，给我留下了一个命题，到底半导体产业对我们的居住环境有没有影响？现在的环评结果能否确保我们的环境不受污染？与我同行的是一位在半导体行业工作二十多年的晶圆检测方面的专家，我们暂且称她为S女士(因尊重本人意愿不披露姓名)。
S女士说：“半导体芯片制造是通过各种化学和物理方法把芯片设计的架构建造在半导体材料上。大多数这些物理方法和化学方法都会产生含有各种小分子的废气和废液。其中一些小分子是比较难通过现有的废气废液处理系统完全处理的，这些检测不出来的小分子很有可能会危害人体健康和环境生态。“
互联网上关于“小分子”的资料非常少，正因为如此，让我们这些搞了几十年半导体的专业人士也对此认知甚少。我们所知道的事实是，每一期半导体项目都会有环保评审这一环节，环评报告会向社会公示。
S女士说，“我曾在邻近半导体制造的小区居住过，发现一些搁置在窗台上的购物塑料袋过一段时间会莫名其妙的被分解掉(成碎片状)，这说明周围有某种化学物质对其产生影响。很快，我就搬离了这一地区。“
按照S女士的理解，符合环保要求的居民小区至少应建在距离半导体工厂20千米以外。因为，虽然有大量环保措施被半导体厂采用，政府也有具体的环评标准，但是我们现在执行的标准是否能够真正阻挡有害物质的侵害，也是一个相对值。为保险起见，应该有一定的缓冲地带较为安全。
笔者曾在上海浦东也看到有不少居民小区建在距离半导体工厂很近的地方，房地产还是很热销。购买房子的老百姓只关心房价和地块，很少会关心附近是否有半导体工厂，也更不知道什么“小分子”的影响了。
二、半导体工业耗水之大超出想象
今年初笔者曾就半导体用水的影响在江南某城市做过采访，该市是我国半导体产业发展比较早和半导体制造较为集中的城市，周围遍布大量长江、太湖和运河水系。
资料显示，该市的某跨国知名芯片制造厂，每天用水量是4-5万吨(一期)，每片晶圆从头到尾制造出来耗水量约为12～15吨。最近该市新引进了一座12英寸芯片厂，一期用水量在1万吨/天，二期、三期增加到2.4万吨/天，按照这个数据计算，芯片厂每年耗水量是十分惊人的。据称，该市一家老字号的芯片厂用水量在200万吨/年以上。
据了解，该市自来水厂产能是235吨/天。而当地几家半导体制造厂的用水量就占到了这座城市的10%以上，可见半导体制造的用水量是巨大的。
所以各地发展半导体产业首先要考虑水资源，能否满足半导体工业对水的巨大需求。另外，在半导体制造技术上，使用先进的制造装备也很重要，比如随着大直径晶圆时代的到来，单片清洗技术逐渐替代原槽式清洗技术，就能从根本上节省用水。S女士说，他们公司研发制造的一种新型腔体湿法设备，可以做到节水90%以上。
三、从半导体工作的员工健康考量
半导体产业另一项考量是对从事半导体制造的员工身体的影响。在半导体的制作过程中要使用上百种化学药剂，其中不乏对人体健康的有害物。
《美国IT业的环保问题》一书中指出，“硅芯片厂商们使用的化学剂有500到1000种，像砷可以使芯片具有更好的信号传送性能，却是公认的致癌物。还有乙二醇乙醚，曾在美国一些大的芯片厂内滥用并导致40％的工人患有不育症，如今已不常用了。还有更多的新的化学物被用于IT制造业，其研究报告尚未出来，它们对工人的健康有多大威胁谁也说不清楚。”
回看半导体发展的历史，关于半导体工作环境是否给人的健康带来影响的案件并不很少。
最著名的事件是在2018年，三星半导体就“半导体厂工人患白血病”事件纠纷公开道歉。三星高层向致病员工道歉说：“我们未能控制好半导体和LCD工厂的健康风险。”此事件导致三星出资500亿韩元(约合人民币3063万元)成立环保基金，并对致病或死亡的员工进行赔偿。
对于长期在芯片厂工作的人来讲，生男生女似乎也与半导体环境相关。小D曾在某知名芯片厂工作过七年，他描述说，和他在同一个工艺小组一起工作的二十几个员工，只有一个人生了男孩，其余一律都是生的千金。在同样的环境下20+比1，也太神奇了！这个说法似乎在半导体界得到了默认。因为每天长达八小时的与这些化学物质打交道，无孔不钻的酸类物质对人体做了什么，谁能准确地知道呢！
▲ 半导体制造厂的生产环境（来源：网络）
四、半导体产业对环境的影响
施洛斯伯格的这篇文章，讲述了硅谷从成立起半导体产业所发生的一些与环境保护冲突的事件。作者也是从环境保护的角度出发，其中很多数据并没有得到有关专业机构确认，很多芯片企业在当时也出来进行解释，试图撇清半导体制造与环境污染的关系。
最有名的事件是1981年，硅谷仙童半导体工厂发生的的地下储液舱溶剂泄漏事件，其严重程度是这些废液泄漏并渗进饮用水中。
1986年，大名鼎鼎的仙童半导体公司在与加州圣何塞一家名为Boccardo的法律公司的官司中落败。当时这家法律公司指控仙童公司的芯片厂污染了当地的土壤和地下水，造成该地区畸形儿出生率增加，并造成该地区居民癌症，流产患病率增加。
1994年，位于华盛顿州Puyallup地区的半导体厂Matsushita被指控向Puyallup河排放了过量污染水，被课以37500美元的罚金。
2003年，IBM旗下的芯片厂也曾遭到类似的指控，国家半导体公司设在苏格兰格林诺克的芯片厂也曾因此而陷入官司。
由此看来，即使是在工业发达的美国，在半导体发展的早期，也是有过对环境污染的事例。这些历史我们应该“以史为镜”，从中汲取教训，在发展中国的半导体产业中，避免再犯类似错误。因为环境一经污染，其治理过程是漫长且代价高昂的。
▲ 一个县级城市盱眙的半导体小镇（来源：网络）
五、达摩利剑来了！
在半导体产业发达的国家和地区，如美国、德国等都有针对半导体行业的排放标准，但我国在2018年前尚未颁布针对半导体行业的排放标准，半导体行业执行的是国家大气污染物综合排放标准或者参照执行地方标准。标准的缺失，给日常监管带来诸多不便。
可喜的是，我们国家许多地方政府很早就意识到了半导体行业对环境可能造成的污染，他们在国家标准正式颁布之前就颁布了各个地方的排放标准。这些地方标准都高于当时执行的国家大气污染标准。
曾在合肥长鑫半导体建厂初期工作过的TangWeiyu说，“当初公司在启动时，建厂团队提出了非常严格的大气排放和排污标准，并坚持高标准不降低，他们的想法得到了地方政府的大力支持，最后又增加了1个多亿的环保预算。”现在看来，这个做法是非常值得肯定的。
2018年3月12日，我国生态环境部印发了《电子工业污染物排放标准(二次征求意见稿)》。这个标准被环保专家们认为是一个非常大的进步。在经历了十年时间多次修改后，电子工业污染物排放国家标准这把达摩利剑终于要来了。
麒翰科技工程有限公司总经理高金磊说：“半导体行业VOCs排放标准逐渐收紧是必然趋势。相比台湾，(以前)大陆的半导体排放标准相对宽松。在环保的大背景下，半导体VOCs治理是大势所趋。”
六、关于半导体热的环保思考
关于近几年的半导体建厂热，已经引起了国家主管层面的注意。上海市半导体行业协会原秘书长蒋守雷说，“为了统筹解决各地纷纷建设半导体厂的问题，工信部在去年曾出台过一个指导意见，主要目的是避免有些地方条件不具备盲目建厂，后面又成了烂尾。另一个原因是为了避免过度竞争，产能过剩。“
上海芯谋创始人顾文军也发表了一篇文章，论述中国半导体工厂究竟是多还是少，他用了是“零“还是”1“来描述，得出结论是中国芯片厂不是建多了，而是远远不够。但是他的依据是在这批规划建设名单中，有很多是不具备条件的项目，结果一定会烂尾。果然，在笔者写这篇文章时，看到了集微网的一篇深度报道，南京一家在建的半导体芯片企业落入“烂尾“的结局，企业被法院公布为失信执行人。
我们在这里思考的是有关环保的问题。我们的半导体规划主管部门是不是也可以建立一道机制，实行环保“一票否决权”呢？
S女士说，“中国建设芯片厂，政府完全可以从环保的角度来规划，让环保专家参与制定规划和审批项目，做到政府把控。例如，同属于西南地区的成都和重庆，成都地处盆地，四周是山，很不利于排放，并且有聚集效应，这样的地方很不适宜建设芯片厂。重庆处于风口，相对成都有较好的排放效果。但从长江流域来看，芯片厂应该多建在下游地区，上游(包括甘肃)地区不应该建设芯片厂。但可以多建设些设计、装备工厂。”
国家主席习近平指出：“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”这段话如果移植到半导体产业，可以理解成为：我们既要发展半导体产业，又要做好环境保护。在产业和环境发生矛盾的两者之间，更重要的是做好环境保护。
结 语
《吕氏春秋》中说：“竭泽而渔，岂不获得？而明年无鱼；焚薮而田，岂不获得？而明年无兽。”孔子说：“子钓而不纲，弋不射宿。”古人关于对自然要有敬畏之心的思想，对我们半导体行业来说，是不是也有十分重要的现实意义呢？■
（延伸阅读）