中國重注碳中和，必須犧牲半導體嗎？

芯片是人類(lèi)工業(yè)皇冠上的明珠。或者說(shuō)，是除中國以外，人類(lèi)工業(yè)皇冠上的明珠。至少到今天為止，中國人還沒(méi)——更準確地說(shuō)，還沒(méi)觸碰過(guò)這顆明珠。

其實(shí)，機會(huì )本來(lái)已經(jīng)有了。

2006年，《國家中長(cháng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規劃綱要(2006--2020年)》發(fā)布。行業(yè)有識之士以超卓的眼光和魄力，制定了跨越1個(gè)年代的發(fā)展規劃。其中的“02專(zhuān)項”便是專(zhuān)門(mén)針對半導體制定，目標是在2020年左右，趕上全球第一梯隊的尾巴。

這份規劃綱要的大致內容，可以搜索前瞻網(wǎng)《一文詳解中國半導體行業(yè)磨劍14載的“02專(zhuān)項”》查看。

從結局來(lái)看，規劃內容恰當，執行得力，成果也很不錯。在期限到來(lái)之前，除了極個(gè)別項目外，絕大多數承擔項目的公司都已經(jīng)對外公布了喜報。

只用14年，中國半導體幾乎已經(jīng)扭轉了過(guò)去數個(gè)世紀一步落后、步步落后的頹勢，摸到了西方國家的腳后跟。只要保持這種勢頭，穩扎穩打，步步為營(yíng)，趕上只是時(shí)間問(wèn)題。

然而這時(shí)候，一座大山突然橫在了身前。這座大山，就是“2030年前實(shí)現碳達峰，2060年前實(shí)現碳中和”，簡(jiǎn)稱(chēng)“雙碳”。

半導體是超級排放大戶(hù)。

根據哈佛大學(xué)調查，一臺Macbook Air，制造環(huán)節碳排放占了全環(huán)節的74%，其中又有一半，集中在了最中心那塊小小的芯片上。這里已經(jīng)算上了運輸環(huán)節汽車(chē)尾氣、你每天使用消耗電力之類(lèi)雜七雜八的環(huán)節，也就是整個(gè)生命周期。這些排放，主要來(lái)源于制造芯片過(guò)程中消耗的能源，相關(guān)數字，可能超過(guò)很多人的想象。

芯片制造環(huán)節，從晶圓的清潔開(kāi)始，到旋涂光刻膠，到對準，再到曝光、后烘、顯影、硬烘、蝕刻，到最后去除光刻膠，大大小小有10余個(gè)步驟。而實(shí)際操作中，這10余個(gè)步驟，實(shí)際上會(huì )細分出數千道工序。

芯片制造是一個(gè)極為精細的過(guò)程，精細到日常談?wù)摃r(shí)，用到的單位詞匯都是——納米。為了保證設備能實(shí)現如此精細的操作，這數千步工序，都要耗費巨大的能源，來(lái)維持超凈、恒溫、高溫高壓、真空、強電磁場(chǎng)等條件。

據報道，臺積電的工廠(chǎng)要維持一種極端苛刻的無(wú)塵環(huán)境，空氣經(jīng)過(guò)多級過(guò)濾后，“幾十個(gè)足球場(chǎng)那么大的工廠(chǎng)，比醫院的手術(shù)臺還要干凈10萬(wàn)倍”。同時(shí)，加工1塊12寸晶圓，還需要消耗2200加侖(約8327升)的水，其中1500加侖(5678升)為干凈程度為自來(lái)水1000倍的超純水。而在最核心的光刻環(huán)節中，以目前最先進(jìn)的EUV光刻機為例，它使用的EUV光源波長(cháng)極短，波長(cháng)越短，越容易損耗。

因而，光刻機內部需要嚴格保持真空，哪怕是一點(diǎn)點(diǎn)空氣都會(huì )吸收掉脆弱的光線(xiàn);另外還要維持22℃的恒溫，否則但凡出現絲毫熱脹冷縮，都會(huì )導致芯片上出現巨大的誤差。

即便如此，韓國SK海力士曾經(jīng)透露，一道EUV光源打進(jìn)去，最終只有0.02%的能量能作用在晶圓上。

在7nm制程階段，ASML的EUV光刻機輸出功率為250瓦，那么反過(guò)來(lái)推算，它的輸入功率最低為1250000瓦。

根據臺積電發(fā)布的企業(yè)社會(huì )責任報告書(shū)，2020年，包括臺灣廠(chǎng)區、WaferTech、臺積電(中國)、臺積電(南京)、采鈺公司，臺積電全球能源消耗量為169.2億度

對這個(gè)數字，可能很多人不能直觀(guān)理解。這么說(shuō)吧，2020年，深圳全市的居民用電量才154.5億度。一家企業(yè)的用電量，已經(jīng)超過(guò)了一座1756萬(wàn)人口超級城市的日常用電。但在另一邊，11月1日，聯(lián)合國舉辦了第26屆《聯(lián)合國氣候變化框架公約》會(huì )議，我國對此極端重視。

參會(huì )之前，官方接連發(fā)布了《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(jiàn)》《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》，也就是所謂的“1+N”。

會(huì )中，近年極為少見(jiàn)地，中美宣布聯(lián)手，共同發(fā)布了《中美關(guān)于在21世紀20年代強化氣候行動(dòng)的格拉斯哥聯(lián)合宣言》，明確提出“要采取積極行動(dòng)加速減排”，還要建立聯(lián)合行動(dòng)工作組。據媒體統計，在過(guò)去1年多時(shí)間，國家最高領(lǐng)導人至少20多次在重要會(huì )議上公開(kāi)明確強調碳達峰、碳中和。

種種跡象表明，中國政府已經(jīng)將“雙碳”設置為優(yōu)先級最高的議題，不容阻擋，尤其是在發(fā)達國家大多已經(jīng)實(shí)現碳達峰，并以此作為政治武器，向中國施壓的當下。

據前瞻整理統計，目前全球約73%的碳排放來(lái)源于能源領(lǐng)域，“雙碳”之下，能源領(lǐng)域自然首當其沖。今年7月16日，全國碳排放權交易市場(chǎng)開(kāi)市，發(fā)電行業(yè)被安排第一批試水。這使得中國半導體產(chǎn)業(yè)陷入了一個(gè)尷尬的境地。

進(jìn)，芯片產(chǎn)業(yè)的擴張勢必要大口吞噬更多電力，而且作為后來(lái)者要實(shí)現追趕，代價(jià)往往比正常情況下更大，對于“雙碳”這一面向未來(lái)，從最基礎領(lǐng)域爭奪規則制定權的長(cháng)遠布局，顯然有不利影響。

退，難道扭轉中國數百年產(chǎn)業(yè)落后頹勢，一舉搶占全球制高點(diǎn)的難得機會(huì )，說(shuō)放棄就放棄了?

放心，國家是不會(huì )允許這種事情發(fā)生的。芯片和“雙碳”并非一場(chǎng)零和博弈。要實(shí)現減排，不一定要靠減少能源供應，不一定非要犧牲另一個(gè)事關(guān)國運的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

事實(shí)上，技術(shù)創(chuàng )新才是碳達峰、碳中和的核心驅動(dòng)力。

來(lái)源：內容來(lái)自前瞻網(wǎng)