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资讯 以集成电路产业为代表的半导体行业，在我国迎来重大战略转向：不再是简单的技术补短板，而是承担“引领发展、拉动增长”重任的“顶梁柱”；从“单点突破”转向“全链条推进”，覆盖设计、制造、设备、材料等环节，全产业发展的“加速器”已经发动，对经济、社会发展将持续施加重要影响。
为此，中关村汉德环境观察研究所主办了“芯”时代水业沙龙，由中持水务股份有限公司承办，江苏芯长征微电子集团协办，中科院生态环境研究中心、中科院过程工程研究所、中国城市科学研究会水环境与水生态分会给予大力支持，邀请产研机构代表，共探环境行业服务战略性新兴产业的高质量发展路径。
本篇为论坛主要内容分享的第二期，敬请持续关注。
转自汉德环境观察
01
关键金属材料供应链安全存在挑战
集成电路产业是关于金属的精密“艺术”。随着本身的技术和产品升级，其对金属材料特别是稀贵金属的种类、数量、纯度的需求与要求也越来越高。据专家介绍，围绕第三代半导体技术所需的稀贵金属，国内供应链安全面临现实挑战，开展金属材料的产业内循环，具备紧迫性。对此，多位专家的观点都一致：不是可做可不做，是必须得做。
专家介绍，从1980年代的十几种金属开始，到7纳米乃至未来2纳米以下的先进制程，所用关键金属的种类越来越多。除了常见的铜、铝、镍、钴外，锡、钨、钼乃至一些贵金属，都在该领域得到大量应用。而其中不少原材料，在国内的储量和产量都有限，每年需要大量进口。
02
另一重现实的环境压力
除了供应链的考虑，开展金属回收还有一层来自环境的现实压力。专家表示，半导体制造过程中，大量生产中使用的Cu、Ni等金属随废水、固体废弃物等迁移流失，为后续处理加重负担。
除了关键金属，值得关注的还有硅。硅是目前半导体行业消耗量最大的基体原材料，从硅-硅片-芯片制备过程中的资源损失值得关注。其中，仅切割环节大概会产生30-40%的较高纯度的硅废料。
专家在内部报告中指出，从成熟制程演进到先进制程，危废的产生量上升将是指数级的。尤其在土地紧张的地区，危废跨省转移非常复杂。就地处理处置、资源化危废不容回避。“国内目前相关回收工作还比较简单，回用渠道主要为降级与梯级使用，应对不了行业发展自身带来的危废问题。”
相关专家表示，如果从绿色制造与成本控制的角度出发，审视目前半导体行业产生的“三废”，相关资源回收与再利用的课题大有文章可做。目前，在生产型固废和耗材、退役器件与产品之外，有些先行企业已经对其他高纯度半导体关键材料（如湿电子化学品、电子特气等）等开展回收实践。
03
需要构建一个新体系
当前，一些国际性标杆企业已提出区域“零废中心”概念，目标是要把半导体厂生产排放的各种废酸、废显影液、废铜等，全部回收至半导体生产原料级别，直接进行区域内循环。其中，有些厂商已可提供再生铜靶材，实现100%铜循环，显著降低碳排放。
这方面，国内的技术储备和产业配套能力还有待提升：如我国较早开展的线路板回收利用，和国际先进水平相比，在技术、装备乃至其环保指标上，仍有不小差距；废硅在国内目前主要还是低端利用；含重金属废水占废水总排放量的5%，目前总的金属回收率还较低，现有处理工艺采用硫化物沉淀或氢氧化物沉淀法去除重金属，回收率低，回收成本高，药剂加量大……
“整体上，业界关注还不高，包括科研、基础配套设施等在内的各项投入也不够。”分析原因，专家认为，首先从生产企业角度，目前大多只关注排放的“对标和达标”，很多问题没有硬要求，就不考虑。与之对应地处理工程和服务，倾向于求稳，使用成熟技术，主要目标是处理客户交付的废弃物并确保达标，而非充分挖掘现有回收物之外的潜在价值，实现综合利用。
其次，在没有强制要求的情况下，行业要持续开展金属等材料的资源化与回用，前提是技术可行与经济可行，特别是后者，“账要能算得过来”。例如金、银等回收，从经济上是划算的，不用提管理要求，都有人做。但铜、铝、钛等金属，从经济角度看目前确实驱动不足，需要新的技术、材料、模式去破局。
“再生资源是一个新的体系，与一次性矿产资源的产业链有很大差异，有特殊性和难度。”专家表示，针对国内行业发展现状和需求，建议先从开展关键金属回收与硅废料高值化利用入手，在兼顾供应链安全、经济性与环境友好方面，展开深入探索。
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