田昕竹 王巖 丁淮劍

摘要：集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅提升，在落實“簡政放權(quán)、放管結(jié)合、優(yōu)化服務(wù)”的大背景下，推動北京市集成電路項目環(huán)境影響評價文件編制、技術(shù)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(chǎn)過程工藝復(fù)雜，會產(chǎn)生多種有毒有害氣體，因此做好集成電路項目大氣環(huán)境影響評價是防控項目污染、保障項目環(huán)保可行的重要前提。本文針對集成電路制造項目，結(jié)合北京市具體情況，對集成電路制造工業(yè)大氣環(huán)境影響評價技術(shù)要點和未來需關(guān)注的問題進行了概述和建議。

關(guān)鍵詞：集成電路；環(huán)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(xiàn)代電子技術(shù)的核心和基礎(chǔ)，作為國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐，集成電路行業(yè)已經(jīng)滲透到社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，其技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)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(chǎn)業(yè)發(fā)展基地之一，集成電路產(chǎn)業(yè)人才和科研優(yōu)勢突出，具備優(yōu)良的產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)。形成了以中芯國際、北方華創(chuàng)為龍頭，屹唐半導(dǎo)體等上下游企業(yè)為重要力量，構(gòu)建了包括制造、封測、裝備、零部件及材料、設(shè)計等環(huán)節(jié)在內(nèi)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，打造了以經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)（亦莊）和順義區(qū)為核心的集成電路產(chǎn)業(yè)集群。

集成電路制造行業(yè)具有原材料使用多、中間產(chǎn)物多、排污節(jié)點多、處理系統(tǒng)復(fù)雜等特點，產(chǎn)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(huán)評由報告書簡化為報告表，但環(huán)境準入的要求沒有降低，因此，發(fā)揮環(huán)評在項目建設(shè)前的管控作用，對于防控環(huán)境污染、保障可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文將重點介紹大氣環(huán)境影響評價的主要內(nèi)容和技術(shù)要點。

1?北京市審批權(quán)限和環(huán)評編制類型

根據(jù)《建設(shè)項目環(huán)境影響評價分類管理名錄（2021年版）》及北京市實施細化規(guī)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(shè)備制造業(yè)39”中的“80電子器件制造397”，應(yīng)編制環(huán)境影響報告表。根據(jù)《北京市生態(tài)環(huán)境局環(huán)境影響評價文件管理權(quán)限的建設(shè)項目目錄（2022年本）》，集成電路建設(shè)項目審批權(quán)限已經(jīng)下放至各區(qū)。

2?大氣環(huán)境影響評價

2.1?排放標準

國家層面目前與集成電路有關(guān)的行業(yè)標準是《電子工業(yè)水污染物排放標準》（GB?39731-2020），尚未發(fā)布大氣污染物排放標準。北京市于2019年發(fā)布了《電子工業(yè)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(dǎo)體行業(yè)污染物排放標準。

2.2?主要廢氣種類

集成電路工藝復(fù)雜，工序反復(fù)交叉。圓片制造的主要生產(chǎn)單元分為清洗、薄膜制備、光刻、刻蝕、摻雜、金屬沉積等，在化學(xué)氣相沉積、擴散、離子注入等工藝環(huán)節(jié)會產(chǎn)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(fā)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(xué)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(yīng)消耗外，其余均以尾氣的形式排放。對應(yīng)的生產(chǎn)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(tǒng)

酸性廢氣通過設(shè)置堿液噴淋塔吸收系統(tǒng)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(huán)使用，并定期排放至廢水處理站，根據(jù)噴淋塔循環(huán)液的pH值補充NaOH溶液。

2.3.2堿性廢氣處理系統(tǒng)

堿性廢氣設(shè)置酸液噴淋吸收系統(tǒng)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(tǒng)，噴淋液溶液循環(huán)使用，并定期排放至廢水處理站。

2.3.3有機廢氣處理系統(tǒng)

有機廢氣處理工藝包括活性炭吸附、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮加熱氧化和蓄熱燃燒、旋轉(zhuǎn)蓄熱氧化等。有機廢氣排放濃度屬低，排風(fēng)量大，考慮技術(shù)經(jīng)濟性，沸石轉(zhuǎn)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(tǒng)（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(tǒng)（POU），又稱尾氣處理設(shè)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(shè)置的末端處理系統(tǒng)（堿液噴淋塔或干式吸附），單獨排放，以便監(jiān)控砷的排放量。

集成電路行業(yè)的產(chǎn)品和產(chǎn)能會根據(jù)不同訂單的需求有所變化，相應(yīng)原輔材料消耗和污染物產(chǎn)生量也會發(fā)生變化，再加上濃度低、氣量大、成分復(fù)雜的特點，導(dǎo)致源強的實測數(shù)據(jù)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(chǎn)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(fā)布標準檢測方法，無法通過實測法計算?？蓳]發(fā)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(zhuǎn)化產(chǎn)生，難以定量，不適宜采用物料衡算法。因此要根據(jù)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(huán)境影響評價結(jié)論

大氣環(huán)境影響評價要清晰、全面，重點關(guān)注廢氣產(chǎn)污節(jié)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(shè)項目對項目周邊大氣環(huán)境質(zhì)量的影響程度。從環(huán)境保護角度，得出建設(shè)項目大氣環(huán)境影響是否可接受的結(jié)論。

3?需關(guān)注的問題

3.1?環(huán)境影響評價

集成電路行業(yè)環(huán)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(yè)技術(shù)發(fā)展迅速、工藝更新時間快；第二產(chǎn)品的需求會隨著客戶訂單的要求調(diào)整，源強的實測數(shù)據(jù)不好類比；第三企業(yè)出于商業(yè)機密的考慮，不會將全部工藝和原輔材料告知環(huán)評單位?；谝陨先齻€原因，環(huán)評單位在預(yù)測時往往有較大的余量空間，甚至出現(xiàn)原輔材料、設(shè)備、污染物等與環(huán)評階段產(chǎn)生較大變化。

3.2碳排放評價

2021年11月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關(guān)于開展重點行業(yè)建設(shè)項目碳排放環(huán)境影響評價試點的通知》，要求在試點地區(qū)開展重點行業(yè)建設(shè)項目碳排放環(huán)境影響評價，統(tǒng)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(tài)環(huán)境局發(fā)布《關(guān)于在建設(shè)項目環(huán)境影響評價中試行開展碳排放核算評價的通告》，要求環(huán)境影響報告書、鼓勵環(huán)境影響報告表開展碳排放評價。目前江蘇、重慶等地已發(fā)布碳排放環(huán)境影響評價技術(shù)指南。在建設(shè)項目環(huán)境影響評價中加入碳排放核算已經(jīng)成為未來的必備章節(jié)，也是需要關(guān)注的內(nèi)容之一。

集成電路工藝過程中會用到的多種產(chǎn)生氟化物，產(chǎn)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(guān)注的重點減排領(lǐng)域?？芍攸c研究通過優(yōu)化工藝，尤其是干法刻蝕、化學(xué)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(huán)評審批

按照北京市的相關(guān)規(guī)定，各區(qū)生態(tài)環(huán)境主管部門對集成電路項目進行環(huán)評審批。北京市從事環(huán)境影響評價的編制單位兩百余家，環(huán)評文件編寫水平參差不齊，集成電路項目又比較復(fù)雜，各區(qū)生態(tài)環(huán)境部門審批工作壓力進一步增大。北京市于2023年發(fā)布了《建設(shè)項目環(huán)境影響評價技術(shù)指南?集成電路制造》，該標準進一步規(guī)范和統(tǒng)一集成電路制造建設(shè)項目環(huán)境影響評價中的有關(guān)技術(shù)要求，解決環(huán)境保護管理中存在的難點問題，并服務(wù)于技術(shù)評估工作。

參考文獻：

[1]王靖.?關(guān)于我國集成電路領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)投資的若干思考[J].電子技術(shù)，2021，50（1）：1-3.

[2]李文龍，羅云峰，陳佳.?中國主要城市發(fā)展集成電路的經(jīng)驗與政策啟示?[J].中國集成電路，2021，30（9）：11-15+59.

[3]呂健.?集成電路制造中廢氣處理措施[J].云南化工，2019，46（8）：21-22.

[4]孫白妮.?淺談集成電路項目環(huán)評中應(yīng)注意的環(huán)境風(fēng)險－以電子集成電路芯片生產(chǎn)為例[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006，31（5）：189-192.

[5]崔陽陽，劉艷梅，遲文濤，等.中國集成電路制造行業(yè)?VOCs?排放特征及控制對策[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2020，40（9）：3174-3179.

[6]石翔.典型集成電路制造建設(shè)項目環(huán)境影響評價中工藝廢氣源強計算?[J].綠色建筑，2020，12（6）：51-54.

[7]周子學(xué).集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的形勢和發(fā)展特點分析[J].產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟評論，2014（6）：5-9.

[8]關(guān)旭東.硅集成電路工藝基礎(chǔ)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2008.

[9]陶寅.集成電路制造工業(yè)大氣環(huán)境影響評價及關(guān)注問題探討[J].上海節(jié)能，2022（03）：309-314.

[10]喬皎，賈寧，楊愷，等.集成電路行業(yè)環(huán)境影響評價管理及對策建議[J].環(huán)境污染與防治，2021，43（07）：930-932.

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(tài)環(huán)境評估與投訴中心，研究方向為環(huán)境影響評價、環(huán)境污染防治、優(yōu)化營商環(huán)境等。