恩智浦如何做到提前两年达成水回收利用目标

水对人类、生态系统以及半导体生产都至关重要。每年，恩智浦的制造工厂大约使用120亿升水。2022年，我们启动了一项雄心勃勃的计划，旨在回收更多水资源并减轻对当地供水的压力。去年，我们提前两年实现了原定于2027年达成的目标——回收制造过程中60%的废水。

水在芯片制造中的关键作用

芯片是现代世界的基石。从智能手机、汽车到医疗设备和可再生能源系统，一切的核心都离不开它。然而，芯片制造是一个耗水量巨大的行业。仅举几例，我们用水来清洁和抛光晶圆、冲洗掉颗粒物、去除废气中的危险污染物，以及冷却设施设备。

恩智浦认识到水是一种至关重要的资源。我们不断努力，使半导体生产更加可持续，并减少对环境的影响。节约和重复利用水资源，对我们的业务、环境以及所扎根的社区均大有裨益。

将水资源目标转化为实际成果

芯片制造不可能完全脱离用水。因此，我们专注于更智慧地用水，尽可能实现水的回收与再利用。2015年，我们的制造工厂对约40%的废水进行了回收利用——例如，将其用于供应冷却塔。

但我们深知这还远远不够。2022年，我们将节水确立为战略优先事项，这项承诺将在未来数年内引领投资、创新与流程改进。具体而言，我们设定了到2027年实现60%废水回收利用率的目标。

我们在2025年就实现了这一目标，比原计划提前了两年。仅去年一年，我们的废水回收利用率就提高了超过5个百分点。

这一成就尤为令人瞩目，因为它是对现有运营工厂进行改进而实现的，而且这些工厂往往空间有限，无法容纳更多的水处理设备。提前达成目标充分彰显了我们设施团队的智慧与创新能力。

更多纯水，更少淡水

恩智浦的每个制造工厂都面临着各自不同的水回收利用挑战。因此，虽然各工厂之间会共享信息和见解，但必须根据当地情况选择和优化解决方案。

例如，晶圆加工厂使用超纯水 (UPW) 来清洗晶圆。这些超纯水是在现场通过对当地供水进行进一步净化而制成的，该过程包括反渗透等多道工序。杂质被浓缩到废水 (盐水) 中并被排出，而超纯水则继续用于晶圆厂。

我们位于得州奥斯汀的ATMC工厂已将其超纯水设备的回收率从89%提高到96%以上。为此，当地团队与一家供应商合作，采用了一项名为“闭路反渗透 (CCRO) ” 的专利新型水处理技术。在新设置下，水通过反渗透设备多次循环，增加了盐水中的盐浓度。此外，废水是间歇性而非连续排放的。由于这两项改进，产生的盐水更少但浓度更高——这意味着生产同样数量的超纯水所需的自来水更少了。

提高水回收效率

与此同时，我们的组装和测试 (AT) 工厂在将晶圆切割成单个芯片时，会用水冲洗掉颗粒物。废水中的悬浮颗粒必须先经去除，方可实现水的再利用。

我们位于台湾高雄的组装和测试工厂通过改进其中一个水净化步骤，提高了这种废水的回收利用率。溶气气浮法 (DAF) 通过向废水中鼓入空气，使悬浮颗粒物上升到顶部，然后将其撇除。传统的溶气气浮工艺会向废水中加入化学药剂以帮助颗粒物上浮，但会留下化学化合物残留，可能堵塞下游的净化工序。

高雄团队与供应商合作，摒弃了化学投药方式，改为仅以空气注入废水。新工艺可捕获并去除更多颗粒物，既避免了下游堵塞，又将DAF系统的效率从75%提升至85%。

智慧用水，征程不息

提前两年达成2027年制造废水60%回收利用率的目标，诚然是一项重大成就。但我们并没有止步于此。我们力求通过最大化水资源回收来进一步提升用水效率，并将持续探索与分享创新思路，引领水资源管理实践不断前进。

本文作者

Marline Manassian

恩智浦半导体可持续制造水资源项目负责人。Marline在半导体行业的前端运营领域拥有超过20年的项目管理经验。2024年，她将工作重心转向恩智浦的水资源管理目标，与全球设施团队展开合作。Marline持有得克萨斯大学奥斯汀分校 (University of Texas at Austin) 的电气与电子工程专业学士及硕士学位。

Jeff Covington

恩智浦半导体高级设施工艺工程师。Jeff在半导体水处理及废弃物处理领域拥有超过35年的经验。他曾负责管理两个新建半导体工厂的启动工作，其中一家位于美国，另一家位于中国。Jeff目前是超纯水、回收水及工业废弃物处理系统的工艺工程专家，为ATMC工厂提供支持。同时，他也是恩智浦全球水回收领域的主题专家，致力于帮助恩智浦实现其水资源管理目标。