集成電路制造行業大氣環境影響評價技術分析

田昕竹 王巖 丁淮劍

摘要：集成電路產業發展迅速，產業規模大幅提升，在落實“簡政放權、放管結合、優化服務”的大背景下，推動北京市集成電路項目環境影響評價文件編制、技術評估和審批管理工作的高效開展十分重要。由于集成電路生產過程工藝復雜，會產生多種有毒有害氣體，因此做好集成電路項目大氣環境影響評價是防控項目污染、保障項目環保可行的重要前提。本文針對集成電路制造項目，結合北京市具體情況，對集成電路制造工業大氣環境影響評價技術要點和未來需關注的問題進行了概述和建議。

關鍵詞：集成電路；環境影響評價；大氣污染物；廢氣處理

Abstract：?The?integrated?circuit?industry?is?developing?rapidly，?and?the?scale?of?the?industry?has?increased?significantly.?In?the?context?of?the?implementation?of?decentralization，?decentralization?and?optimization?of?services，?it?is?important?to?promote?the?efficient?preparation?of?environmental?impact?assessment?documents，?technical?assessment?and?approval?management?of?integrated?circuit?projects?in?Beijing.?Integrated?circuit?production?process?is?complex?and?can?produce?a?variety?of?toxic?and?harmful?gases.?Therefore，?a?good?environmental?impact?assessment?of?the?air?of?integrated?circuit?projects?is?an?important?prerequisite?to?prevent?and?control?pollution?and?ensure?the?environmental?feasibility?of?the?projects.?The?article?outlines?and?suggests?the?technical?points?and?future?issues?to?be?concerned?about?the?atmospheric?environmental?impact?assessment?of?integrated?circuit?manufacturing?industry?for?integrated?circuit?manufacturing?projects?and?with?the?specific?situation?of?Beijing.

Keywords：?integrated?circuit;?environmental?impact?assessment;?air?pollutants;?waste?gas?treatment

集成電路是現代電子技術的核心和基礎，作為國家實施創新驅動發展戰略的重要支撐，集成電路行業已經滲透到社會發展的各個領域，其技術水平和產業規模也是衡量一個國家綜合實力的重要標志之一。北京市作為我國重要的集成電路產業發展基地之一，集成電路產業人才和科研優勢突出，具備優良的產業發展基礎。形成了以中芯國際、北方華創為龍頭，屹唐半導體等上下游企業為重要力量，構建了包括制造、封測、裝備、零部件及材料、設計等環節在內的完整產業鏈，打造了以經濟技術開發區（亦莊）和順義區為核心的集成電路產業集群。

集成電路制造行業具有原材料使用多、中間產物多、排污節點多、處理系統復雜等特點，產生的有毒有害氣體高達40多種。同時，在國家“放、管、服”改革的大背景下，集成電路環評由報告書簡化為報告表，但環境準入的要求沒有降低，因此，發揮環評在項目建設前的管控作用，對于防控環境污染、保障可持續發展具有重要意義。本文將重點介紹大氣環境影響評價的主要內容和技術要點。

1?北京市審批權限和環評編制類型

根據《建設項目環境影響評價分類管理名錄（2021年版）》及北京市實施細化規定，集成電路制造屬于名錄中“三十六、計算機、通信和其他電子設備制造業39”中的“80電子器件制造397”，應編制環境影響報告表。根據《北京市生態環境局環境影響評價文件管理權限的建設項目目錄（2022年本）》，集成電路建設項目審批權限已經下放至各區。

2?大氣環境影響評價

2.1?排放標準

國家層面目前與集成電路有關的行業標準是《電子工業水污染物排放標準》（GB?39731-2020），尚未發布大氣污染物排放標準。北京市于2019年發布了《電子工業大氣污染物排放標準》（DB11/1631），上海市和江蘇省等省份也制定了地方半導體行業污染物排放標準。

2.2?主要廢氣種類

集成電路工藝復雜，工序反復交叉。圓片制造的主要生產單元分為清洗、薄膜制備、光刻、刻蝕、摻雜、金屬沉積等，在化學氣相沉積、擴散、離子注入等工藝環節會產生大量的廢氣，主要包括：

（1）酸性廢氣：來源于使用各種酸液進行清洗、光刻、刻蝕、擴散、沉積等工序，主要污染物為氟化物、氯化氫、氮氧化物、硫酸霧等。（2）堿性廢氣：來源于使用氨水、氨氣等刻蝕、顯影、擴散等工序，主要污染物為氨。（3）有機廢氣：來源于清洗、去膠、刻蝕、顯影工序使用有機溶劑清洗過程，主要成份為異丙醇、光刻膠等揮發性有機物。（4）特種廢氣/工藝尾氣：來源于擴散、離子注入和化學氣相沉積等工序使用的特殊氣體，如硅烷、磷烷、砷烷、硼烷等，除部分在工藝中反應消耗外，其余均以尾氣的形式排放。對應的生產單元主要廢氣詳見表1。

2.3?廢氣防治措施

2.3.1酸性廢氣處理系統

酸性廢氣通過設置堿液噴淋塔吸收系統進行處理，選用NaOH水溶液作為噴淋液，理論去除率大于95%，噴淋液溶液循環使用，并定期排放至廢水處理站，根據噴淋塔循環液的pH值補充NaOH溶液。

2.3.2堿性廢氣處理系統

堿性廢氣設置酸液噴淋吸收系統進行處理，吸收液選取硫酸水溶液。理論去除效率大于95%。硫酸水溶液供液裝置通過雙層管道供至酸液噴淋塔供液泵系統，噴淋液溶液循環使用，并定期排放至廢水處理站。

2.3.3有機廢氣處理系統

有機廢氣處理工藝包括活性炭吸附、沸石轉輪濃縮加熱氧化和蓄熱燃燒、旋轉蓄熱氧化等。有機廢氣排放濃度屬低，排風量大，考慮技術經濟性，沸石轉輪濃縮凈化使用比較普遍，理論處理效率能達到95%。

2.3.4本地處理系統（POU）

集成電路制造過程干刻、CVD等工藝大量使用特種氣體，為有效處理這些特氣，會對這部分氣體安裝本地處理系統（POU），又稱尾氣處理設備。另外，需要將含砷廢氣單獨處置排放。

非含砷廢氣常見的POU有四種：1）燃燒水洗；2）觸媒吸附；3）電加熱水洗；4）等離子水洗。含砷尾氣主要來源于離子注入工序，通常采用干式吸附POU處理，表面附著金屬氧化物的活性炭吸附筒，處理后再進入單獨設置的末端處理系統（堿液噴淋塔或干式吸附），單獨排放，以便監控砷的排放量。

集成電路行業的產品和產能會根據不同訂單的需求有所變化，相應原輔材料消耗和污染物產生量也會發生變化，再加上濃度低、氣量大、成分復雜的特點，導致源強的實測數據有較大的波動性，不同項目之間難以滿足條件做到合適類比，故廢氣產生源強一般通過物料衡算法和實測法得出，最終選取保守值。

在實際核算源強的過程中，還存在以下問題：對硝酸霧、磷酸霧、砷化氫、磷化氫等污染物而言，尚未發布標準檢測方法，無法通過實測法計算。可揮發性有機物由于檢測方法原因一般會小于實際排放量。氮氧化物和顆粒物為處理過程轉化產生，難以定量，不適宜采用物料衡算法。因此要根據污染物的來源和特性特點，選擇合適的核算方法，提高評價的準確性。

2.5?大氣環境影響評價結論

大氣環境影響評價要清晰、全面，重點關注廢氣產污節點的全面性、排放的達標性、處理措施的可行性，綜合評價建設項目對項目周邊大氣環境質量的影響程度。從環境保護角度，得出建設項目大氣環境影響是否可接受的結論。

3?需關注的問題

3.1?環境影響評價

集成電路行業環境影響評價的準確性主要受到以下三個方面的影響，一是集成電路行業技術發展迅速、工藝更新時間快；第二產品的需求會隨著客戶訂單的要求調整，源強的實測數據不好類比；第三企業出于商業機密的考慮，不會將全部工藝和原輔材料告知環評單位。基于以上三個原因，環評單位在預測時往往有較大的余量空間，甚至出現原輔材料、設備、污染物等與環評階段產生較大變化。

3.2碳排放評價

2021年11月，生態環境部發布《關于開展重點行業建設項目碳排放環境影響評價試點的通知》，要求在試點地區開展重點行業建設項目碳排放環境影響評價，統籌開展污染物和碳排放的源項識別、源強核算、減污降碳措施可行性論證及方案比選。2023年，北京市生態環境局發布《關于在建設項目環境影響評價中試行開展碳排放核算評價的通告》，要求環境影響報告書、鼓勵環境影響報告表開展碳排放評價。目前江蘇、重慶等地已發布碳排放環境影響評價技術指南。在建設項目環境影響評價中加入碳排放核算已經成為未來的必備章節，也是需要關注的內容之一。

集成電路工藝過程中會用到的多種產生氟化物，產生含氟氣體溫室氣體排放，且由于含氟溫室氣體全球增溫潛勢（GWP）是二氧化碳的幾千至幾萬倍，是未來需要關注的重點減排領域。可重點研究通過優化工藝，尤其是干法刻蝕、化學氣相沉積后的清洗過程來減少溫室氣體的使用和排放。

3.3?環評審批

按照北京市的相關規定，各區生態環境主管部門對集成電路項目進行環評審批。北京市從事環境影響評價的編制單位兩百余家，環評文件編寫水平參差不齊，集成電路項目又比較復雜，各區生態環境部門審批工作壓力進一步增大。北京市于2023年發布了《建設項目環境影響評價技術指南?集成電路制造》，該標準進一步規范和統一集成電路制造建設項目環境影響評價中的有關技術要求，解決環境保護管理中存在的難點問題，并服務于技術評估工作。

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作者簡介：田昕竹?（1989—??），女，漢族，遼寧大連人，碩士，工程師，就職于北京市生態環境評估與投訴中心，研究方向為環境影響評價、環境污染防治、優化營商環境等。