近日，美国工业巨头3M公司表示，计划彻底退出全氟及多氟烷基物质（PFAS）的生产，并努力在2025年底前在其产品组合中完全停止使用PFAS，因为有关这些化学品会对健康和环境造成影响的批评和诉讼正越来越多。

半导体冷却剂遭遇环保危机

资料显示，PFAS是一大类含氟有机化合物的统称，它包含近5000种工业生产的化学物质，常见如PFOA、PFOS、PFHxS、PFCAs等，由于化学性质稳定，不易分解，也被称为“永久性化学物质”，并被广泛用于各领域产品中，例如医疗、半导体、电池、电话、汽车和飞机等。

但研究发现，PFAS作为无处不在的污染物，如今普遍存在于土壤与水中，以及人类、鱼类、野生动物身上。在人类的血液、尿液和母乳中都能检测到。其中，PFOS具有极强的持久性，对哺乳动物有毒。据悉，该类物质“具有毒性、难以降解、可在生物体内蓄积、可长期在生态系统中累积，即使暴露在非常低剂量中也有可能引发癌症、损害中枢和外围神经系统、引发免疫系统疾病、生殖紊乱以及干扰婴幼儿的正常发育，直接威胁人类生存繁衍和可持续发展”。而PFOA则有可能导致高胆固醇、溃疡性结肠炎、甲状腺疾病、睾丸癌、肾癌和妊娠高血压等多种疾病。

因此，近年来各国政府及非政府组职（NGO）要求停止生产PFAS 声量越来越大，其管制也愈来愈严格。目前，PFAS中的2大类物质PFOS和PFOA已被列入斯德哥尔摩公约附件，除了豁免或者许可的用途外，基本已经禁止了这两大类物质在欧盟市场的流通。此外，荷兰、德国、丹麦、瑞典和挪威也正在制定一项限制提案。该提案将涵盖所有其他用途的PFAS，其计划在2023年1月向ECHA提交提案。欧盟的可持续化学品战略将PFAS政策置于首位和中心位置。欧盟委员会承诺逐步淘汰所有PFAS，只允许在被证明对社会不可替代和必不可少的情况下使用它们。

3M公司在新闻稿中也表示，退出PFAS制造的决定是基于对不断变化的外部环境的仔细考虑和全面评估，这包括多种因素，例如监管越来越严格的趋势，更为关键的是减少或消除环境中PFAS的存在以及不断变化的利益相关者期望。

需要指出的是，半导体制造所需的冷却剂（电子级氟化液）也属于PFAS产品，因为其具有无色、无味、低粘度、不导电、不易燃、无腐蚀性、高安全性，拥有非常稳定的物理和化学性质，因此被广泛用于半导体蚀刻设备、离子注入设备、化学气相沉积(CVD)设备的恒温冷却。

今年3月8日，3M公司位于比利时佛兰德斯的 Zwijndrecht（兹韦恩德雷赫特）工厂涉及PFAS成分的产品的生产线被“无限期关闭”。由于该厂所生产的半导体冷却剂占据了全球一半以上（有数据称是80%）的产能，当时就引发了半导体制造业的恐慌。3M在全球半导体冷却剂市场也一直居于垄断地位，其客户包括了台积电、三星、SK海力士和英特尔等众多大厂。

随着此次3M宣布在2025年前彻底停产PFAS，未来可能还将会有相关厂商跟进。虽然半导体制造业对于半导体冷却剂的消耗量并不算高（冷却剂可以循环使用，但它会一点一点地泄漏，所以要一边补充泄漏的量，一边进行循环），但随着半导体制造产能的持续增长，对于半导体冷却剂需求将持续增加，这也使得未来半导体冷却剂的稳定供应或将成为一个新问题。

会影响全球芯片产能么？

1、有一定的影响

我们要搞清楚一件事，就是3M的冷却剂市场份额。它在全球的份额占比达到80%，而比利时这个工厂占了3M所有业务的90%，另外，很多头部晶圆厂商，如台积电、三星等，都和3M有业务合作。

另外，据了解，目前3M的冷却剂总的库存量（包含合作伙伴），也最多只够使用3个月时间。而且，目前对于这个冷却剂的需求还是在上升的，毕竟芯片的产能需求还是比较紧张的。

因此，如果工厂被“无限期关闭”，会对全球冷却剂供应产生一定的影响，在一定程度上会影响到全球的芯片产能。最起码，这些晶圆大厂还得找替代办法，也需要时间。

2、但影响不大

3M半导体冷却剂工厂被“无限期关闭”，相对于整个芯片产业来说，影响没有想象的那么大。

因为，这个技术不是核心的，会有其他替代方案，可以解决芯片产能问题。比如，台积电以及其他晶圆制造厂，都在3M这个新闻出来后，表示过：预期不造成影响，都与供应链紧密合作以及有其他替代方案。

另外，4月4日，芯片分析师郭明錤也于表示：3M 公司在比利时的冷却剂工厂停产对半导体供应的影响几乎可以被忽视。当然，这个话说得可能有点绝对，但相对来说，也算是一个实话，毕竟冷却剂不算是核心技术。

全球减排大潮来临，半导体行业都要面对同一道考题：碳排这么高，想减的话，从哪减？怎么减？

造芯要用多少水电?

半导体工业是能源、水、化学品和原材料的资源密集型产业，从硅片制造、芯片设计、晶圆制造再到封装测试，制造工艺繁多，其中，不少制造工序对用电量都有巨大的需求。

比如，制造过程中的扩散炉、离子注入机和等离子蚀刻机都需要相当大的功率，有些需要非常高的温度，这些都需要耗费巨大的电量。

根据台积电发表的《台积公司2020年度气候相关财务揭露报告》，2020年，台积电的用电量为169亿度，超过整个台北市的用电量。

不只耗电量大，半导体的用水量也相当惊人。

在芯片生产的过程中有一个非常重要的步骤，需要利用纯水对芯片上的杂质进行冲洗。纯水从哪儿来？从淡水净化而来，因此就需要消耗大量的水资源，而越是先进制程工艺的芯片，所需要消耗的水资源就越多。以一座大型半导体Fab为例，日均耗水量可达数千吨。

巨量的水、电之外，半导体生产制造过程中还会排放废弃物，有些甚至有害。

据外媒4月1日的报道，因比利时政府的严格的环保政策影响，3M位于比利时佛兰德斯的兹韦恩德雷赫特工厂被“无限期关闭”，而该厂所生产的半导体冷却剂占据了全球80%的产能。

什么是半导体冷却剂？这是一种应用于电子行业的氟化液，即电子级氟化液。它不仅可以帮助芯片制造过程中精确控制温度，同时还可以对相关的半导体设备进行恒温冷却，保障稳定运行。

然而氟化液及其生产排放的全氟/多氟烷基物质对于生物体来说，具有潜在的生物累积性，在人体内累积久后可能导致激素紊乱，这也是这次被“无限期关闭”的重要原因。

净零排放靠什么？

减少碳排放，将电力来源转换为清洁能源是关键。

2021年夏天，台积电宣布希望到 2050 年实现净零排放。它还设定了到 2030 年实现全公司可再生能源使用 40% 的目标。

相比于台积电的这一目标，英特尔显然要快一些。

4月14日，英特尔公司发布承诺，到2040年实现全球业务的温室气体净零排放。为保证这一长期目标的实现，英特尔还制定了2030年中期目标，其中就提到一点：在全球业务中100% 使用可再生电力，并且投资约3亿美元用于设施节能，以实现累计40亿千瓦时的能源节约。

这并不是英特尔首次提出节能减排的目标。据Todd Brady介绍，英特尔在做这些节能减排的事已经超过了20年，而今天英特尔已经非常成功的使温室气体的排放降低了75%，但剩下的25%的排放降低是非常难做到的，因为这需要和价值链上的所有成员携手合作。

难却正确的事情怎么做？

Todd Brady指出，一方面，与供应商合作以确定需要改进的领域。比如让供应商进一步关注节能和可再生能源的采购；提升化学品和资源效率；以及领导跨行业联盟，为过渡到净零温室气体排放的半导体生产价值链提供支持。为加快行动进展，英特尔承诺与供应商合作，在相较于不进行投资和采取行动的情况下，于2030 年前将供应链的温室气体排放量降低至少30%。

另一方面，与客户和行业伙伴合作制订各项解决方案，让运行效率更高且能耗更低。

如何提高能效？

Todd Brady认为，要从两处着手：一是提升下一代集成了CPU和GPU的Falcon Shores架构；二是将客户端和服务器、微处理器的产品能效也提升。

降低能耗具体怎么做？

以英特尔正与 Submer 等公司的合作为例，英特尔为跨云和通信服务提供商的数据中心启用液浸式散热试点部署。该方案应用了新的原理，例如通过液浸式散热进行热量回收和再利用。

增加对可再生能源的利用，也是减少全球温室气体排放的关键步骤。 对此，英特尔还联合了一些全球最大规模的公用事业运营商，组建了智能二级变电站边缘设备联盟 (Edge for Smart Secondary Substations Alliance)，以实现电网变电站更好地支持可再生能源。法国最大的电网运营商 Enedis 最近也加入了这一联盟，采用了提供全网实时控制的解决方案，对超过 80 万个二级变电站进行了升级。

结语

减排浪潮席卷而来，在世界中心形成了巨大的漩涡。漩涡中心饱受瞩目的就有这几年存在感超强的半导体企业。但减排在某种程度上就意味着要付出更多的成本，对于企业来说，成本和环保之间真的不会打架吗？

文章来源： 钛媒体APP，芯智讯，百家众神