199期
2017 年 11 月 29 日
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台灣半導體產業能搭上循環經濟列車嗎?
吳碧娥╱北美智權報 編輯部

台灣是全球半導體製造的重要基地,每年平均消耗2000萬片約當12吋晶圓,在此同時,也產生出大量的廢棄物。根據科學園區統計,從2014年開始,半導體製造過程中所產生的廢棄物,每年超過30萬公噸,未來伴隨製程節點的複雜度增加,稀貴資源與重要原物料取得越來越困難,都是半導體發展循環經濟的驅動力……

近年來,許多國家已覺察納入資源循環再生的經濟模式有助於環境永續發展,循環經濟思維正在興起,全球政府開始在產業創新和策略上提出新作為。蔡英文總統去年在發表就職演說時,特別提到台灣經濟結構的轉型,是新政府所必須承擔的最艱鉅使命,將對各種汙染的控制嚴格把關,要讓台灣走向循環經濟的時代,把廢棄物轉換為再生資源,並以永續的觀念去調整能源的選擇。但在執政周年後,卻挨批循環經濟政策至今仍未完全整合,也無提出藍圖。面對未來,台灣不能繼續單靠少數明星產業或中上游生產製造業,而必須加速進行循環經濟的變革。

台灣是全球半導體製造的重要基地,每年平均消耗2000萬片約當12吋晶圓,在此同時,也產生出大量的廢棄物。根據科學園區統計,從2014年開始,半導體製造過程中所產生的廢棄物,每年超過30萬公噸。未來伴隨製程節點的複雜度增加,化學清洗、蝕刻顯影等製程步驟也會成長,廢棄物數量與製程節點成正比,可預期廢棄物將會持續增加。在環保議題、資源循環再利用的考量下,可透過廢棄物處理來降低污染,進而循環再利用,達到零廢棄的目標。

工研院IEK產業分析師陳婉儀指出,「循環經濟」是以經濟導向來進行產業翻轉,產業設計發展的方向與線性經濟完全不同,講求的是「再生恢復」,從生產產品開始所投資的水電、材料與設備等資源,都必須先設想物質、能源的未來循環走向,並由製造商、供應鏈對產品的生命週期負起完全的責任。因此,循環經濟的商業模式將從「賣物質」變成「賣服務」,像是租賃、共享,賺錢獲利當然也是循環經濟的重點。而半導體製程節點複雜度增加、稀貴資源與重要原物料取得越來越困難,都是半導體發展循環經濟的驅動力。

透過共享經濟,改變商業模式

過去半導體產品從資源汲取(take)、製造(make)到丟棄(waste),只有單一生命週期。而為了因應環保污染問題,開始發展廢棄物回收再處理與加值,目前銅萃取、廢硫酸純化等技術已趨成熟,真正重要的課題在於設計處理後的產品需求條件與成本考量。解決廢棄物現況只是線性思維,循環經濟設想的是「未來」,從使用者導向進行設計,才能了解客戶需求與產業型態的轉變。

表一、線性經濟與循環經濟比較

線性經濟

循環經濟

產品買賣,購買者享有所有權與使用權

販售服務,區分所有權與使用權

使用產品直到價值消失後,回收利用或變成廢棄物。

使用者只需付費使用並享受服務,製造/所有者負責維護與回收,延伸產品的生命週期。

資料來源:2017/11/17「循環經濟下的資源加值應用」研討會陳婉儀簡報資料

若從循環經濟思考半導體產業的商業模式,應該要改變「生產者」的角色及現行產業規則,藉由共享經濟改變產品生命週期,販售服務而非產品。陳婉儀解釋,台灣晶圓代工以專業晶圓製造服務為本,若保留生產製造營運,藉由租賃或使用付費的概念,會更有誘因設計出能製造壽命更長、更有效能的產房,並透過大數據分析減少營運成本、提升生產效率,達成循環經濟的目標。半導體製造商在生產時,與供應商透過租賃或給付使用費來進行生產,直到設備、材料使用壽命結束,或需處理再利用時,由供應商回收再利用。設備材料供應商可做為基金投資人,將半導體元件產品為基金投資標的出資,並由半導體製造商做為基金管理人,負責半導體製造流程與銷售,透過利潤分配來維持循環。

台積電:邁向循環經濟3.0

在半導體的生態體系中,已有晶圓製造商與設備材料商開始以實際行動迎接循環經濟。全球晶圓代工龍頭台積電,去年產值高達新台幣9,479億元,在廢棄物處理上朝向源頭減量,並開發新技術提升回收率,同時也嚴格管理協力廠商。

由於半導體業使用原物料純度需求高,循環經濟模式可以分為1.0(供廠外他業降級使用)、2.0(導入廠內降級使用,)到3.0(回收後回供電子業使用)三階段。在1.0階段,台積電著重於物質使用源頭控管,引入新化學物質時就檢討廢棄物處理能力,也與廠商共同開發再利用技術,將廢硫酸、廢磷酸、氟化鈣污泥、廢顯影液等廢棄物精煉供其他產業做為原物料使用。目前台積電進入循環經濟2.0階段,既強化廠內降級使用,也設法製成異業可用產品再外運。未來台積電朝向循環經濟3.0階段進行,盡可能將廢棄物再製回供本業使用,並定下目標在2020年以前,將廠內廢棄物再生比例由15%提高至60%以上[1]

永光化學:讓廢棄物搖身變黃金

半導體材料供應商永光化學於2015年開始尋求循環經濟的實際做法,並於2016年成立「推動循環經濟委員會」,由總經理擔任召集人、工廠副總為副召集人,設有3個執行小組和2個幕僚小組,目標朝向零排放與零廢棄邁進。永光化學認為,「所謂廢棄物,只是未經適度標示的資源」,因此只要善用生產製程中產出的副產物,運用化學反應轉化為資源,就能再加以利用。在永光化學色料事業處生產的某支染料,會產出大量的副產品稀硫酸,傳統是以酸鹼中和做廢水處理,每年所費不眥;但若將稀硫酸與金屬工業產出的副產品低成本鐵粉結合,利用化學反應得出硫酸亞鐵,就能變身成為廢水處理的重要原料,不僅為永光化學解決廢棄物處理的高額成本,更節省不少購買硫酸亞鐵的費用,成為廢棄物變黃金的最佳案例[2]

陳婉儀表示,循環經濟不是為了回收而回收,這樣只會產生更多廢棄物。半導體產業的廢棄物,可透過「城市採礦」的概念進行計畫,將既有物質進行萃取轉化,並以廢棄物的「量」與「價」來進行再利用處理的評價,利用新技術進行還原或從設計源頭就要容易分離取出。由於廢液佔廢棄物比例約七至八成,具有量的特性,而貴金屬價格較高,因此廢液與貴金屬的處理技術與回收發展較為成熟,但部分貴金屬仍難以純化至原級回收,還需要進一步的技術創新。

 

備註:

 

作者: 吳碧娥
現任: 北美智權報資深編輯
學歷: 政治大學新聞研究所
經歷: 驊訊電子總經理室特助
經濟日報財經組記者
東森購物總經理室經營企劃

 

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