一切为了可持续。
去年以来，“碳中和”出现、流行，并成为国家口号。中国向世界承诺，到年将达到碳中和，也就是二氧化碳零排放。从年碳达峰到30年后的碳中和，国家、社会、产业必须协同，半导体也不例外。新一代半导体是符合碳中和目标的产品，必将主力碳中和的达成。
碳中和也是可持续发展的一种路径。国内半导体加速发展，必定要在高速与可持续之间作出平衡与牺牲。
污染来自何方?
半导体行业本身会生产物质垃圾，污染毋庸置疑，并且其污染程度也不容小觑。
半导体元器件对于土壤和水体的污染人尽皆知，多数由废弃垃圾造成。而可持续的概念不仅限于垃圾，有许多隐形污染与资源浪费常常被忽略。对于集成电路来说，其制造技艺复杂，污染不只是来自于丢弃后造成的污染，更是制造过程中产生的各种气液固体。
微芯片的制造有五个环节：硅片制备、硅片制造、硅片测试\拣选、装配与封装、终测。
半导体芯片制备先由硅提纯制得。在沙子变成单晶硅的过程中，多晶硅的生成是化学反应，生成副产物四氯化硅SiCl4。四氯化硅有窒息性气味，对皮肤有腐蚀性，是高污染产品，一旦回收不彻底或者泄露，会导致空气和水体污染。
硅片制造环节需要进行清洗、成膜、光刻、刻蚀及掺杂。光刻胶有*性，芯片清洗光刻与腐蚀都会大量排放有机废液与无机废液，扩散工艺会向大气排放部分有害有*废气，同样需要封闭性和回收标准的要求与限制。到了封装，由于存在电镀，主要以空气、水污染为主。
光刻胶显影与光刻工艺(光刻胶有*性)
除了微芯片，在半导体分立器件中同样存在污染，目前的焊接技术主要为锡焊，含有铅元素，同样，车间内也会散落有机溶剂等有*液体和气体。
限令伴随而生
我们为电子污染付出过代价。
广东汕头市贵屿镇曾是著名的“电子垃圾村”，这里近八成居民从事电子垃圾分解。21世纪初，由于可观的获利空间，整个行业规模逐渐扩大，整个小镇的工业产值曾经达到过93亿元。“酸洗”、“烧板”的拆解方法原始落后，废气废液未经处理直接排放，河水被污染，9成儿童重金属超标。
广东汕头式贵屿镇电子垃圾分解已经形成产业
由环境污染衍生出的一系列问题使得在这里生活的人们苦不堪言，外界称这里为“中国最*地”。所幸，年之后，小镇开始集中整治，所有商户搬进循环经济产业园，集中拆解，集中治污，整个小镇的情况开始好转。
欧美是电子产品的诞生地，在其发展中比我们更早先制定出了许多世界通用的标准，包括熟知的EMC认证。在环保方面，有一些标准后续才颁布，不过也引导了之后的世界半导体器件制造工艺。
RoHS可能是最负盛名的一个，它是由欧盟立法制定的一项强制性标准，全称是《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》(RestrictionofHazardousSubstances)。该标准已于年开始实施，主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准。该标准的目的在于消除电器电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚共6项物质，并重点规定了镉的含量不能超过0.01%。
欧盟RoHS是国际知名的电子产品强制标准
中国是全球制造业大国，更是产品出口大国，出口总量有70%以上是涉及到RoHS指令的。对于企业来说，对于强制性的认证标准如果不执行，是触犯法律的后果，企业的产品会被扣押在欧盟国家，以后也无法再向欧洲客户出售产品。
第二个是REACH指令。REACH是欧盟法规《化学品的注册、评估、授权和限制》的简称，是欧盟建立的，并于年起实施。除了药品、饲料等极少数品类，包括半导体器件在内的产品都需要通过REACH标准才能进入欧洲市场。实际上，REACH标准已经涵盖了RoHS指令。
中国在今年6月出台了《消费品中重点化学物质使用控制指南》，因其管控化学物质多，涉及产品范围广，被称为“中国版REACH”。目前，这一标准已经开始执行。其中，控制电子产品中铅的含量在和多溴联苯的含量在mg/kg，同样，邻苯酯类在电子产品中更进行了大量的限制。
第三个认证是LEED认证。这是一个绿色建筑评价体系，由美国绿色建筑委员会建立并于年开始推行，在美国部分州和一些国家已被列为法定强制标准。目前，许多半导体公司在新建Fab时，都以达到LEED认证作为目标和骄傲。
大厂必须作为
许多半导体企业因势而变，将环保的社会责任作为企业的任务。
英特尔公司为每一块芯片设定了环保目标，包括耗水量、生产过程中产生的废物以及空气释放物情况。早在年，英特尔就为年公司的环保目标提出了要求：到年，每颗芯片的直接温室气体排放比年减少10％；-年间的所有新产品都要至少满足能源与环境设计(LEED)银牌认证；到年，笔记本和数据中心产品的能效比年提升25倍；-年再节能14亿千瓦时；到年，每颗芯片的生产用水量低于年的水平；到年，在垃圾掩埋中彻底断绝化学物质。
三星电子去年6月宣布其全球半导体生产基地都陆续受到了UL的“废物零填埋”金级及以上认证，三星位于韩国、美国和中国的半导体工厂均在不涉及热处理的情况下，满足了95％以上的废物转移要求。特别是三星在韩国华城的DSR大楼，这里聚集了三星位于韩国的大部分半导体研发人员，它在零废物填埋上被认证为铂金水平，即实现了％废物转移。
苹果公司今年对年实现碳中和的承诺进行了相关补充：其将在年减少75%的供应链和产品碳排放，并将通过推出的基金来解决余下的25%碳排放。
更大的的浪费来自于Foundry公司。台积电一直被诟病为“污染企业”，也被戏称为“用水大户”，在长期的发展中，台积电形成了严苛的防护要求，保证了对人身安全和环境的保护，但是它还没有克服减排的困难。根据资料显示，生产一个2克重的计算机芯片，需要32公斤水资源。
台积电预计建造2nm晶圆厂，遇到了接连而来的阻力，前三次初审仍未通过环评，业内人士表示拒绝原因与其用水量有关。据悉，台积电的2nm工厂预计一天的淡水消耗量为9.8万吨，一年的用水量差不多半个三峡。在第四次环评中台积电承诺到年使用10%的再生水，到年在宝山新工厂使用%的再生水。
据悉，由于台积电去年提高了该行业最先进芯片的产量，所以台积电去年未能实现其在用水和废物产生方面的内部可持续发展目标。作为全球最大的芯片代工厂，今年以来长期的干旱使其生产雪上加霜。
为了给台积电的生产“续命”，台湾当局决定放弃向农业灌溉提供水源，而优先向台积电工厂和居民提供用水，造成岛内大量农田干旱绝产。
台湾岛内干旱缺水，台积电使用水车供水
国内来看，半导体公司在发展过程中面临还未蓬勃，但已经被约束的尴尬境地。去年的SEMICONChina论坛中，来自信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司肖劲戈首先指出中国电子高科技在快速发展的同时出现了瓶颈：水资源短缺和环保排放标准日益严苛，从而使一些新建、扩建的高科技电子项目落地困难。同一家单位的专家张家红也表示，企业应在项目初期就制定建造绿色芯片工厂的目标。
但是总体来说，国内的半导体公司在产量方面和工艺方面首先达不到国际大厂的水平，其次因为Foundry模式的存在，污染基本都在代工厂中得到吸收。国内对于环保的重视程度仍然不如欧美发达国家，造成了部分落后的局面。
碳中和第三代半导体——环保好时机
年初国务院做《*府工作报告》时提出，要做好碳达峰、碳中和工作。年中央经济工作会议也把做好“年碳达峰”“年碳中和”工作作为年八大重点任务之一。
围绕碳中和，半导体也有可为——第三代半导体。工信部下单位赛迪研究院发布的《全球半导体市场发展趋势白皮书》中提出，围绕碳中和，第三代半导体将加速发展。
白皮书中提到，在碳中和趋势下，第三代半导体产业因其可提升能源转换效率的特点而开始快速发展。一方面，工业能源转换所需零组件如逆变器、变频器等，以及通讯基站的需求回稳；另一方面，在特斯拉Model3电动车逆变器逐渐采用SiC（碳化硅）元件制程后，第三代半导体在车用市场逐渐备受重视。第三代半导体具备耐高温、耐高压、高频率、大功率的特性，相比硅器件可在减少能量损失的同时，减小装备体积，有利于社会节能减排，实现碳中和的发展目标。
中科院郑有炓院士曾经表示，新能源汽车采用SiC功率模块的逆变器可使开关损耗降低，75%（芯片温度℃），逆变器尺寸下降43%，质量减轻6kg，使汽车连续续航距离增加20%~30%。而GaN功率器件应用于低电压、高频的电力管控，面对消费类电子领域具有极其广阔的应用前景。
在数据中心领域，使用第三代半导体芯片来控制电源，也可以省下大量电力，第三代半导体的效率更高，能工作的电压范围更大，数据中心也将成为第三代半导体的风口。
第三代半导体是中国为数不多可以弯道超车的机会，碳中和搭车第三代半导体将互惠互利。
8月30日，中央全面深化改革委员会召开会议，审议通过重要文件《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》，强调要以高水平保护推动高质量发展。可持续发展议题重要性空前。
贵屿镇的循环产业园区楼房上竖着一行大字，这句话我们都听过，但是做起来却需要勇气。它是实现“代际公平”与“留给后人”的宝贵经验，也是半导体产业验证的结论——发展经济不能以环境为代价。