碳達峰、碳中和已經成為全球關注的話題。國務院曾發布的《擴大內需戰略規劃綱要(2022-2035年)》多處提到要“大力倡導綠色低碳消費,推進制造業高端化、智能化、綠色化發展”。半導體技術的發展是打造綠色低碳社會的重要動力。同時,半導體行業自身也在積極實現綠色化與低碳化,是碳中和戰略目標的積極踐行者。
隨著全球芯片需求的興盛,人們意識到,智能手機、平板、新能源汽車、智能家具、智能樓宇等等都與半導體產業息息相關。
而這些深入日常生活領域的節能減排,也同樣離不開半導體。如在5G基站、新能源汽車等數字經濟領域,最新一代半導體氧化硅器件甚至能降低50%能耗。
碳化硅,是典型的需要結合工業碳足跡和使用階段碳足跡綜合評估的半導體產品。從制作工藝來看,制造一顆碳化硅芯片將產生22000克二氧化碳當量,是一種高能耗的技術。
在半導體行業,意法半導體(STMicroelectronics NV)是最早承諾實現碳中和的公司。該公司承諾2027年實現碳中和,同時為所有工廠提供可再生能源。
ST專注智能出行、電源和能源,智能城市三大市場,將可持續性嵌入到了這些業務中,開發了先進的低功耗解決方案,類似STM32 解決方案或碳化硅或氮化鎵等賦能技術,為ST提供了巨大的商機。
ST所有的產品都經過生態設計過程,礦產采購100%是無沖突(conflict-free)礦產,ST制定了一個名為 ECOPACK 的標準,它比歐盟法規《化學品的注冊、評估、授權和使用限制》(簡稱REACH)和歐盟強制性標準《關于限制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令》(簡稱RoHS)更嚴格,并遵循最先進ISO標準,如ISO14064認證,跟蹤和整合所有的CO2 排放,執行最先進的有害物質管理標準,例如IECQ08000認證,讓客戶能夠回收產品。
近日,意法半導體副總裁、可持續發展主管Jean-Louis Champseix向《中國電子報》表示,在整個生命周期內,一顆碳化硅芯片基本上可以節省一噸二氧化碳當量。
相比之下,制造碳化硅芯片所產生的22千克碳當量可以忽略不計。他坦陳,制造碳化硅的碳足跡是傳統硅基技術的兩倍多,一些企業不敢入局碳化硅或者停止開發碳化硅的原因,就是擔心制造碳化硅會對企業實現碳中和帶來壓力。
但考慮到碳化硅器件的生命周期,碳化硅和氮化鎵為用戶和環境帶來了積極影響。
數據顯示,使用碳化硅器件為電動汽車充電12年,可以節省2000多美元的充電成本。
據介紹,意法半導體正在以寬禁帶半導體全生命周期為器件設計的著眼點,整合供應鏈伙伴一道優化碳化硅的設計和制造,以進一步提升碳化硅對可持續發展的貢獻。
Champseix表示:“碳化硅和氮化稼器件生命周期長,常常應用于設計長壽命的終端產品。我們的寬禁帶產品生命周期一般在二十年以上,因此在設計長生命周期的產品時,必須考慮在產品使用階段的碳排放問題。我們整合了碳化硅供應鏈上下游,有信心找到創新的解決方案,讓碳化硅技術變得更加綠色環保,進一步降低碳足跡。”
可持續發展融入了意法半導體的企業戰略。Champseix表示,意法半導體在 2027年實現碳中和方面進展順利,預計到 2025 年達到巴黎氣候公約 COP 21(第二十一屆締約方會議)將氣溫升幅限制在工業化前水平1.5 °C 之內的目標。截至目前,意法半導體的可再生電能占比已經達到了62%,預計2027年100%使用可再生電能。