經過中芯國際集成電路制造(上海)有限公司與上海澎博鈦白粉有限公司兩年的奮力攻關,集成電路產業芯片生產過程中產生的廢硫酸處理找到了一條資源化利用的新路徑。此舉不但解決了芯片廢酸對環境的污染,并且大幅降低芯片生產成本,提高了中芯國際在芯片國際市場上的競爭能力,更重要的是為上海打造集成電路產業高地,打破西方國家對高端芯片市場壟斷,堅決回擊國際市場對我國發展芯片的打壓增添了重要砝碼。
集成電路行業是國民經濟支柱性行業之一,是信息技術產業的基礎和核心,對經濟建設、社會發展和國家安全具有重要戰略意義和核心關鍵作用,其發展程度是衡量一個國家科技發展水平的核心指標之一。為解決集成電路行業和芯片產業的“卡脖子”問題,近年來,上海先后啟動了華力二期、中芯南方、中國電子特色工藝等一批集成電路重大項目建設,逐步成為國內集成電路產業鏈最完整、產業集中度最高和綜合技術能力最強的標桿區域。
然而,芯片在生產過程中會產生大量的廢硫酸,不僅會對環境造成污染,而且處理成本奇高,中芯國際北京廠的廢酸處理費用每噸高達4 000~5 000 元,使得我國芯片成本居高不下。“十四五”期間,上海的集成電路產量將快速增長,需處置的廢硫酸量也將隨之增加,據統計,2020年廢酸12 500 t,2021年28 000 t,到2022年上海芯片企業產生的廢硫酸高達6萬t,2025年達到10萬t 以上。廢酸問題不解決,將在一定程度上削弱我國芯片在國際市場上的競爭能力。
早在2016年,中芯國際就和澎博鈦白粉成為上海市首個廢硫酸定向再利用試點單位,利用芯片廢硫酸生產鈦白粉,這些廢硫酸質量好于工業硫酸,能顯著提升鈦白粉質量。據項目試點行業技術專家鐘聲浩介紹,經試點論證,澎博鈦白粉利用廢硫酸生產鈦白粉,不需要調整現有工藝,廢硫酸回用技術具有很強的技術可行性;利用過程不會增加額外的污染負擔,不會增加環境風險,不會影響產品的質量,符合“固體廢物減量化、資源化和無害化”原則;這種新模式延長了產業鏈,具有很好的環境效益、經濟效益和社會效益,符合循環經濟產業需求。目前,中芯國際上海廠廢硫酸處理費用每噸僅600 元,節約了大量廢硫酸處置費用,增強了市場競爭力。
2020年年底上海出臺了《上海市生態環境局關于同意本市4家企業廢硫酸定向資源化再利用備案的通知》,將芯片廢硫酸深度處理由試點向面上推廣。在上海市經信委電子處、節能處、上海市環保局的組織下,上海集成電路5家芯片生產企業全部對接上海澎博鈦白粉,采取點對點廢酸資源化利用生產鈦白粉,徹底解決了芯片企業廢硫酸處理的后顧之憂。據統計,2020年5家芯片企業轉移廢硫酸12 500t,2021年1至7 月累計已處理廢硫酸14 000 t,預計全年將達28 000 t,項目試點行業技術專家鐘聲浩算了一筆賬,按照上海市危險廢物經營許可證單位對廢硫酸處理費以最低1 400 元/t 計,僅中芯國際5 000 t廢硫酸再利用量計,年減少廢硫酸處理費支出530萬元。
同樣,澎博公司處理芯片生產過程中產生的廢酸,每噸收費500 元,按照上海市往年廢硫酸處置費每噸2 000 元計算,2021年1 月—7 月,澎博公司累計利用廢硫酸1.5萬t,集成電路生產企業可節約2 250萬元。與此同時,澎博公司也節省了購置工業濃硫酸的費用,廢酸產出企業和廢酸再利用企業達到“雙贏”。
芯片生產過程中產生的廢硫酸變廢為寶,進入鈦白粉生產企業替代原料進行定向資源再利用的新路徑,不僅解決了廢酸處置出路難、處置費用高的難題,還有力促進了廢酸利用單位升級改造,精準轉型、綠色發展。除此之外,廢硫酸利用全過程嚴格落實各項危險廢物管理制度,源頭建立了鈦白粉用集成電路制造行業廢硫酸團體標準,運輸環節選用廢硫酸運輸的危廢專用車輛,末端形成了可滿足近期集成電路產業發展需求的4萬t/a 廢硫酸利用能力。