中國(guó)重注碳中和，必須犧牲半導(dǎo)體嗎？

芯片是人類工業(yè)皇冠上的明珠。或者說(shuō)，是除中國(guó)以外，人類工業(yè)皇冠上的明珠。至少到今天為止，中國(guó)人還沒(méi)——更準(zhǔn)確地說(shuō)，還沒(méi)觸碰過(guò)這顆明珠。

其實(shí)，機(jī)會(huì)本來(lái)已經(jīng)有了。

2006年，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006--2020年)》發(fā)布。行業(yè)有識(shí)之士以超卓的眼光和魄力，制定了跨越1個(gè)年代的發(fā)展規(guī)劃。其中的“02專項(xiàng)”便是專門(mén)針對(duì)半導(dǎo)體制定，目標(biāo)是在2020年左右，趕上全球第一梯隊(duì)的尾巴。

這份規(guī)劃綱要的大致內(nèi)容，可以搜索前瞻網(wǎng)《一文詳解中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)磨劍14載的“02專項(xiàng)”》查看。

從結(jié)局來(lái)看，規(guī)劃內(nèi)容恰當(dāng)，執(zhí)行得力，成果也很不錯(cuò)。在期限到來(lái)之前，除了極個(gè)別項(xiàng)目外，絕大多數(shù)承擔(dān)項(xiàng)目的公司都已經(jīng)對(duì)外公布了喜報(bào)。

只用14年，中國(guó)半導(dǎo)體幾乎已經(jīng)扭轉(zhuǎn)了過(guò)去數(shù)個(gè)世紀(jì)一步落后、步步落后的頹勢(shì)，摸到了西方國(guó)家的腳后跟。只要保持這種勢(shì)頭，穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步為營(yíng)，趕上只是時(shí)間問(wèn)題。

然而這時(shí)候，一座大山突然橫在了身前。這座大山，就是“2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”，簡(jiǎn)稱“雙碳”。

半導(dǎo)體是超級(jí)排放大戶。

根據(jù)哈佛大學(xué)調(diào)查，一臺(tái)Macbook Air，制造環(huán)節(jié)碳排放占了全環(huán)節(jié)的74%，其中又有一半，集中在了最中心那塊小小的芯片上。這里已經(jīng)算上了運(yùn)輸環(huán)節(jié)汽車尾氣、你每天使用消耗電力之類雜七雜八的環(huán)節(jié)，也就是整個(gè)生命周期。這些排放，主要來(lái)源于制造芯片過(guò)程中消耗的能源，相關(guān)數(shù)字，可能超過(guò)很多人的想象。

芯片制造環(huán)節(jié)，從晶圓的清潔開(kāi)始，到旋涂光刻膠，到對(duì)準(zhǔn)，再到曝光、后烘、顯影、硬烘、蝕刻，到最后去除光刻膠，大大小小有10余個(gè)步驟。而實(shí)際操作中，這10余個(gè)步驟，實(shí)際上會(huì)細(xì)分出數(shù)千道工序。

芯片制造是一個(gè)極為精細(xì)的過(guò)程，精細(xì)到日常談?wù)摃r(shí)，用到的單位詞匯都是——納米。為了保證設(shè)備能實(shí)現(xiàn)如此精細(xì)的操作，這數(shù)千步工序，都要耗費(fèi)巨大的能源，來(lái)維持超凈、恒溫、高溫高壓、真空、強(qiáng)電磁場(chǎng)等條件。

據(jù)報(bào)道，臺(tái)積電的工廠要維持一種極端苛刻的無(wú)塵環(huán)境，空氣經(jīng)過(guò)多級(jí)過(guò)濾后，“幾十個(gè)足球場(chǎng)那么大的工廠，比醫(yī)院的手術(shù)臺(tái)還要干凈10萬(wàn)倍”。同時(shí)，加工1塊12寸晶圓，還需要消耗2200加侖(約8327升)的水，其中1500加侖(5678升)為干凈程度為自來(lái)水1000倍的超純水。而在最核心的光刻環(huán)節(jié)中，以目前最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)為例，它使用的EUV光源波長(zhǎng)極短，波長(zhǎng)越短，越容易損耗。

因而，光刻機(jī)內(nèi)部需要嚴(yán)格保持真空，哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)空氣都會(huì)吸收掉脆弱的光線;另外還要維持22℃的恒溫，否則但凡出現(xiàn)絲毫熱脹冷縮，都會(huì)導(dǎo)致芯片上出現(xiàn)巨大的誤差。

即便如此，韓國(guó)SK海力士曾經(jīng)透露，一道EUV光源打進(jìn)去，最終只有0.02%的能量能作用在晶圓上。

在7nm制程階段，ASML的EUV光刻機(jī)輸出功率為250瓦，那么反過(guò)來(lái)推算，它的輸入功率最低為1250000瓦。

根據(jù)臺(tái)積電發(fā)布的企業(yè)社會(huì)責(zé)任報(bào)告書(shū)，2020年，包括臺(tái)灣廠區(qū)、WaferTech、臺(tái)積電(中國(guó))、臺(tái)積電(南京)、采鈺公司，臺(tái)積電全球能源消耗量為169.2億度

對(duì)這個(gè)數(shù)字，可能很多人不能直觀理解。這么說(shuō)吧，2020年，深圳全市的居民用電量才154.5億度。一家企業(yè)的用電量，已經(jīng)超過(guò)了一座1756萬(wàn)人口超級(jí)城市的日常用電。但在另一邊，11月1日，聯(lián)合國(guó)舉辦了第26屆《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》會(huì)議，我國(guó)對(duì)此極端重視。

參會(huì)之前，官方接連發(fā)布了《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，也就是所謂的“1+N”。

會(huì)中，近年極為少見(jiàn)地，中美宣布聯(lián)手，共同發(fā)布了《中美關(guān)于在21世紀(jì)20年代強(qiáng)化氣候行動(dòng)的格拉斯哥聯(lián)合宣言》，明確提出“要采取積極行動(dòng)加速減排”，還要建立聯(lián)合行動(dòng)工作組。據(jù)媒體統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去1年多時(shí)間，國(guó)家最高領(lǐng)導(dǎo)人至少20多次在重要會(huì)議上公開(kāi)明確強(qiáng)調(diào)碳達(dá)峰、碳中和。

種種跡象表明，中國(guó)政府已經(jīng)將“雙碳”設(shè)置為優(yōu)先級(jí)最高的議題，不容阻擋，尤其是在發(fā)達(dá)國(guó)家大多已經(jīng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，并以此作為政治武器，向中國(guó)施壓的當(dāng)下。

據(jù)前瞻整理統(tǒng)計(jì)，目前全球約73%的碳排放來(lái)源于能源領(lǐng)域，“雙碳”之下，能源領(lǐng)域自然首當(dāng)其沖。今年7月16日，全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)開(kāi)市，發(fā)電行業(yè)被安排第一批試水。這使得中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)陷入了一個(gè)尷尬的境地。

進(jìn)，芯片產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張勢(shì)必要大口吞噬更多電力，而且作為后來(lái)者要實(shí)現(xiàn)追趕，代價(jià)往往比正常情況下更大，對(duì)于“雙碳”這一面向未來(lái)，從最基礎(chǔ)領(lǐng)域爭(zhēng)奪規(guī)則制定權(quán)的長(zhǎng)遠(yuǎn)布局，顯然有不利影響。

退，難道扭轉(zhuǎn)中國(guó)數(shù)百年產(chǎn)業(yè)落后頹勢(shì)，一舉搶占全球制高點(diǎn)的難得機(jī)會(huì)，說(shuō)放棄就放棄了?

放心，國(guó)家是不會(huì)允許這種事情發(fā)生的。芯片和“雙碳”并非一場(chǎng)零和博弈。要實(shí)現(xiàn)減排，不一定要靠減少能源供應(yīng)，不一定非要犧牲另一個(gè)事關(guān)國(guó)運(yùn)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

事實(shí)上，技術(shù)創(chuàng)新才是碳達(dá)峰、碳中和的核心驅(qū)動(dòng)力。

來(lái)源：內(nèi)容來(lái)自前瞻網(wǎng)