欧洲芯片，为时已晚

摘要：我更倾向于关注环境影响，因为谈到可持续性，总会有副作用。当然，我们正在解决范围一，即直接排放，但我们也希望最大限度地减少浪费，优化材料的利用，并引入有价值材料的再利用和回收利用。

欧洲 58 家公司和研究机构共同参与了一项耗资 5500 万欧元的计划，以提高半导体器件生产的可持续性。

从能源和水的使用到气体和抗蚀剂，Genesis 计划旨在使芯片生产更加可持续，不仅在欧洲，而且在全球范围内。

然而，欧洲是否只是落后了，并且在试图鼓励芯片制造商在该地区设立的同时，试图设置监管障碍？

格勒诺布尔 CEA-Leti 协调员 Lauren Pain 告诉eeNews Europe：“Genesis 正在制定从材料到最终成品的完整制造方案。”

我更倾向于关注环境影响，因为谈到可持续性，总会有副作用。当然，我们正在解决范围一，即直接排放，但我们也希望最大限度地减少浪费，优化材料的利用，并引入有价值材料的再利用和回收利用。

该联盟包括芯片制造商意法半导体、博世、格罗方德、英特尔、英飞凌、IBM、恩智浦半导体，甚至还有位于亚利桑那州图森郊外的激光芯片制造厂——意大利莱昂纳多。

该计划包括部署传感器集成减排系统，以减少 PFAS“永久”化学物质和温室气体排放。

芯片制造的可持续性涉及许多方面，该计划涵盖四大主要工作流，从开发传感器到分析结果。未来三年，这将在半导体生命周期内产生45项成果：

1、监测与传感，由 CSEM 领导：实时排放跟踪、可追溯性和过程反馈系统，

2、新材料。由 imec 领导：为先进半导体工艺寻找不含 PFAS 的化学品和低 GWP 替代品，

3、弗劳恩霍夫研究所主导的废物最小化：回收利用（溶剂、气体、浆料）、再利用和可持续替代方面的创新

4、关键原材料缓解，由都灵大学领导：减少对材料的依赖和加强资源安全的策略。

“随着芯片成为从人工智能到能源系统等各种系统的支柱，它们的环境足迹正在迅速增长，”芯片联合项目（Chips JU）负责人安东·奇奇科夫（Anton Chichkov）表示。该组织与“地平线欧洲”及其成员国共同资助了该计划。“Genesis”项目通过在材料、废物减少和资源效率方面开拓可持续替代方案来应对这一紧迫挑战。通过这项计划，欧洲不仅投资于清洁技术，还将自己定位为绿色半导体制造领域的全球领导者。”

Pain 同意这是一个影响世界各地晶圆厂的问题，因为它是由客户需求驱动的。

他说：“每个地区都有各自的具体要求，但最终客户都在推动他们越来越可持续地生产芯片，无论芯片在哪里生产，他们都必须管理水资源，实现碳中和，以消除 PFAS 化学物质。”

我们有两种方式来推动可持续性的引入。第一种方式是监管，这在美国和亚洲有所不同，但无论我们做什么，我预计监管将逐年加强，因为气候变化正朝着错误的方向发展，我们必须面对它，我们必须更加积极地关注排放和资源管理。

“我们也有一些非常大的公司，它们也在从顶层努力成为最终产品设计的典范，它们正在推动半导体行业变得更好，将其范围从一推到零，因此这些公司有着强大的推动力。”

“因此，半导体行业正处于这两个因素的中间，我们必须采取行动。”

在来自上层和下层的推动下，情况需要改变，因为我们需要提高晶圆厂的效率，并找到新的方法来管理晶圆厂和废弃物。每当有晶圆厂升级或技术升级时，我们都会越来越多地考虑可持续性。即使成本更高，但趋势是思考如何做得更好。

这是否太晚了？

“这种趋势可能太慢了，但好的一面是，我们没有将可持续性视为额外的制约因素，它现在已成为这些公司发展的自然规律，”他说道。“真正的问题是，我们是否加快了步伐，这是否足以真正应对我们面临的气候紧急情况？我们取得了一些进展，但我们需要像Genesis这样的项目和其他项目来加快将创新引入晶圆厂。”

全球贸易组织 SEMI 是该联盟的合作伙伴之一，并且在过去两年中一直拥有可持续发展小组。

“启动欧洲项目是一个漫长的过程，需要说服当局，我们于 2024 年 5 月提交了第一阶段申请，然后于 9 月提交了第二阶段申请。

“说服业界并不难，我们拥有欧洲业界的主要领导者，但我们希望构建项目的方式是避免重叠，并尽可能提高效率监测是该项目的关键部分。“如果想要了解和管理废物，随着整个链条变得更加高效，我们需要越来越精确的传感器。这是这项创新的核心部分，占我们正在开发的创新的三分之一。”他说道。

拥有如此大规模的监控至关重要。我们从实验室开始，在TRL 2到4级时开始测试传感器，三年后达到TRL 6到7级，即可在晶圆厂投入使用。我们将使用Leti或imec等中试生产线来测试这些传感器，这将有助于加快传感器投入工业生产的速度。

然而，基于未来三年在试验线上收集的数据来开发人工智能模型可能会错失良机。

“我们没有在 Genesis 中集成人工智能分析，”Pain 说道。“我们基于传感器生成数据分析，供程序或合作伙伴使用，或用于提高晶圆厂的效率。”

“我们已经有一个项目来收集有关废物的全球数据分析，以提供产生的废物的完整目录，并利用这些数据让合作伙伴清楚地了解我们必须部署的减排策略。”

“我们也在寻找成本更低的在线传感器，并将它们整合在一起，提取我们需要监测的物种。我们的目标是提供在线解决方案，但这很棘手。”

目标是用30%的新材料来替代光刻和封装工艺中使用的气体和溶剂，研究废弃化学品的处理、再利用、再利用气体，例如金属有机化学气相沉积（MOCVD）中的氢气，以及用于剥离抛光层的溶剂。

最后一部分是出于地缘政治原因，尽量减少废物，以收集和回收镓和铌。目前，铌还没有回收利用，因此必须将其作为项目的一部分进行开发。

例如，我们会关注包装中使用的黄金的纯度。目前，我们在前端使用高纯度黄金，但如果在后端可以使用较低纯度的黄金，那么这对于最大限度地减少全球影响将非常有意义。因此，我们正在着手解决整个问题。

“我们有两个里程碑——首先评估传感器技术的成熟度，然后我们可以立即在试验线上实施它们进行测试，目标是在项目结束时在晶圆厂实施。

“真正重要的是外部咨询委员会，它将帮助我们始终从监管的角度定位和挑战路线图，以确保我们朝着正确的方向前进，并确保我们能够加快速度。”

与此同时，CEA-Leti 与美国设备制造商应用材料公司（Applied Materials）签署了长期合作的下一阶段协议，应用材料公司也是 Genesis 项目的一部分。通过扩大联合实验室，双方计划开发材料工程解决方案，以应对人工智能数据中心新兴的基础设施挑战。

该联合实验室专注于为服务于 ICAPS 市场（物联网、通信、汽车、电源和传感器）的芯片制造商提供设备创新，根据新协议，Applied 和 CEA-Leti 将扩大实验室规模，增加新设备和新功能，使其超越单个工艺步骤，涵盖专业设备的全流程开发。

该实验室还将配备最先进的先进封装工具，支持跨不同晶圆类型和工艺节点的芯片异构集成，以开发全新类别的专用设备。

应用材料公司副总裁兼 ICAPS 业务总经理 Aninda Moitra 表示：“应用材料公司与 CEA-Leti 有着长期的成功合作，我们很高兴能够增强双方加速下一代专用芯片创新和商业化的能力。我们强强联手，将助力半导体创新取得突破，拓展其边界，为人工智能时代一系列关键应用的可持续发展做出贡献。”

他表示：“在此基础上，联合实验室将重点关注人工智能数据中心基础设施的节能解决方案，这体现了我们共同致力于推动技术进步，以满足工业和社会需求。此次扩展的合作伙伴关系还将利用我们互补的优势，加速系统层面的创新，同时支持法国半导体生态系统的可持续发展。”

半导体技能也是可持续芯片生产的关键，低功耗FD-SOI技术的FAMES试验线正在启动培训学院。

FAMES 学院项目经理兼法国国家科学研究中心 (CNRS) 下属格勒诺布尔 TIMA 实验室副主任 Laurent Fesquet 表示：“FAMES 学院是我们使命的基石，我们的使命是帮助欧洲微电子界掌握运用 FD-SOI 技术并使用先进设备设计电路所需的技能。”他补充道：“通过招聘和有针对性的培训，我们正在培养能够塑造欧洲半导体设计和集成未来的工程师和技术人员。”

FAMES 学院将专注于三个关键目标：

1、支持向欧洲工业界转移能力以开发下一代半导体技术。

2、吸引科学家和工程师加入欧盟微电子劳动力队伍，以加强技术主权。

3、为工程师和研究人员提供设计和表征先进半导体节点所需的专业知识。

FAMES 试点生产线协调员 Dominique Noguet 表示：“未来四年，该学院将开发并举办一系列研讨会和互动会议，以专业知识支持和扩大欧洲半导体社区，并为其工业界和学术界提供在这一关键且快速发展的领域取得成功所需的工具和培训。”

https://www.eenewseurope.com/en/sustainable-semiconductor-manufacturing-too-little-too-late-or-europe-protectionism/

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