017期
2017 年 12 月 22 日
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台湾半导体产业能搭上循环经济列车吗?
吴碧娥╱北美智权报 编辑部

台湾是全球半导体制造的重要基地,每年平均消耗2000万片约当12吋晶圆,在此同时,也产生出大量的废弃物。根据科学园区统计,从2014年开始,半导体制造过程中所产生的废弃物,每年超过30万公吨,未来伴随制程节点的复杂度增加,稀贵资源与重要原物料取得越来越困难,都是半导体发展循环经济的驱动力……

近年来,许多国家已觉察纳入资源循环再生的经济模式有助于环境永续发展,循环经济思维正在兴起,全球政府开始在产业创新和策略上提出新作为。台湾地区领导人蔡英文去年在发表就职演说时,特别提到台湾经济结构的转型,是新政府所必须承担的最艰巨使命,将对各种污染的控制严格把关,要让台湾走向循环经济的时代,把废弃物转换为再生资源,并以永续的观念去调整能源的选择。但在执政周年后,却挨批循环经济政策至今仍未完全整合,也无提出蓝图。面对未来,台湾不能继续单靠少数明星产业或中上游生产制造业,而必须加速进行循环经济的变革。

台湾是全球半导体制造的重要基地,每年平均消耗2000万片约当12吋晶圆,在此同时,也产生出大量的废弃物。根据科学园区统计,从2014年开始,半导体制造过程中所产生的废弃物,每年超过30万公吨。未来伴随制程节点的复杂度增加,化学清洗、蚀刻显影等制程步骤也会成长,废弃物数量与制程节点成正比,可预期废弃物将会持续增加。在环保议题、资源循环再利用的考虑下,可透过废弃物处理来降低污染,进而循环再利用,达到零废弃的目标。

台湾地区工研院IEK产业分析师陈婉仪指出,「循环经济」是以经济导向来进行产业翻转,产业设计发展的方向与线性经济完全不同,讲求的是「再生恢复」,从生产产品开始所投资的水电、材料与设备等资源,都必须先设想物质、能源的未来循环走向,并由制造商、供应链对产品的生命周期负起完全的责任。因此,循环经济的商业模式将从「卖物质」变成「卖服务」,像是租赁、共享,赚钱获利当然也是循环经济的重点。而半导体制程节点复杂度增加、稀贵资源与重要原物料取得越来越困难,都是半导体发展循环经济的驱动力。

透过共享经济,改变商业模式

过去半导体产品从资源汲取(take)、制造(make)到丢弃(waste),只有单一生命周期。而为了因应环保污染问题,开始发展废弃物回收再处理与加值,目前铜萃取、废硫酸纯化等技术已趋成熟,真正重要的课题在于设计处理后的产品需求条件与成本考虑。解决废弃物现况只是线性思维,循环经济设想的是「未来」,从用户导向进行设计,才能了解客户需求与产业型态的转变。

表一、线性经济与循环经济比较

线性经济

循环经济

产品买卖,购买者享有所有权与使用权

贩卖服务,区分所有权与使用权

使用产品直到价值消失后,回收利用或变成废弃物。

用户只需付费使用并享受服务,制造/所有者负责维护与回收,延伸产品的生命周期。

数据源:2017/11/17「循环经济下的资源加值应用」研讨会陈婉仪简报数据

若从循环经济思考半导体产业的商业模式,应该要改变「生产者」的角色及现行产业规则,藉由共享经济改变产品生命周期,贩卖服务而非产品。陈婉仪解释,台湾晶圆代工以专业晶圆制造服务为本,若保留生产制造营运,藉由租赁或使用付费的概念,会更有诱因设计出能制造寿命更长、更有效能的产房,并透过大数据分析减少营运成本、提升生产效率,达成循环经济的目标。半导体制造商在生产时,与供货商透过租赁或给付使用费来进行生产,直到设备、材料使用寿命结束,或需处理再利用时,由供货商回收再利用。设备材料供货商可做为基金投资人,将半导体组件产品为基金投资目标出资,并由半导体制造商做为基金管理人,负责半导体制造流程与销售,透过利润分配来维持循环。

台积电:迈向循环经济3.0

在半导体的生态体系中,已有晶圆制造商与设备材料商开始以实际行动迎接循环经济。全球晶圆代工龙头台积电,去年产值高达新台币9,479亿元,在废弃物处理上朝向源头减量,并开发新技术提升回收率,同时也严格管理第三方。

由于半导体业使用原物料纯度需求高,循环经济模式可以分为1.0(供厂外他业降级使用)、2.0(导入厂内降级使用,)到3.0(回收后回供电子业使用)三阶段。在1.0阶段,台积电着重于物质使用源头控管,引入新化学物质时就检讨废弃物处理能力,也与厂商共同开发再利用技术,将废硫酸、废磷酸、氟化钙污泥、废显影液等废弃物精炼供其他产业做为原物料使用。目前台积电进入循环经济2.0阶段,既强化厂内降级使用,也设法制成异业可用产品再外运。未来台积电朝向循环经济3.0阶段进行,尽可能将废弃物再制回供本业使用,并定下目标在2020年以前,将厂内废弃物再生比例由15%提高至60%以上[1]

永光化学:让废弃物摇身变黄金

半导体材料供货商永光化学于2015年开始寻求循环经济的实际做法,并于2016年成立「推动循环经济委员会」,由总经理担任召集人、工厂副总为副召集人,设有3个执行小组和2个幕僚小组,目标朝向零排放与零废弃迈进。永光化学认为,「所谓废弃物,只是未经适度标示的资源」,因此只要善用生产制程中产出的副产物,运用化学反应转化为资源,就能再加以利用。在永光化学色料事业处生产的某支染料,会产出大量的副产品稀硫酸,传统是以酸碱中和做废水处理,每年所费不眦;但若将稀硫酸与金属工业产出的副产品低成本铁粉结合,利用化学反应得出硫酸亚铁,就能变身成为废水处理的重要原料,不仅为永光化学解决废弃物处理的高额成本,更节省不少购买硫酸亚铁的费用,成为废弃物变黄金的最佳案例[2]

陈婉仪表示,循环经济不是为了回收而回收,这样只会产生更多废弃物。半导体产业的废弃物,可透过「城市采矿」的概念进行计划,将既有物质进行萃取转化,并以废弃物的「量」与「价」来进行再利用处理的评价,利用新技术进行还原或从设计源头就要容易分离取出。由于废液占废弃物比例约七至八成,具有量的特性,而贵金属价格较高,因此废液与贵金属的处理技术与回收发展较为成熟,但部分贵金属仍难以纯化至原级回收,还需要进一步的技术创新。

 

备注:

 

作者: 吴碧娥
现任: 北美智权报资深编辑
学历: (台湾)政治大学新闻研究所
经历: 骅讯电子总经理室特助
经济日报财经组记者
东森购物总经理室经营企划

 


 





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