囿于美國的對華技術(shù)出口限制，全球最大的半導體芯片制造商英特爾公司尚無(wú)法把最先進(jìn)的晶圓廠(chǎng)設在中國，但是這不妨礙它們先把最先進(jìn)的節水和環(huán)保技術(shù)應用到中國工廠(chǎng)來(lái)。
10月26日正式投產(chǎn)的大連F68工廠(chǎng)是英特爾在亞太地區建立的首個(gè)晶圓廠(chǎng)，這個(gè)工廠(chǎng)量產(chǎn)的65納米級別芯片比美國工廠(chǎng)最先進(jìn)的90納米芯片低了兩級，但這是英特爾最新的芯片廠(chǎng)，全球其他7家芯片廠(chǎng)的施工經(jīng)驗都可以被吸收和繼承，這讓這間工廠(chǎng)在節水和環(huán)保技術(shù)的應用方面領(lǐng)先于英特爾其它工廠(chǎng)。
2009年，大連工廠(chǎng)環(huán)保項目在英特爾全球50多個(gè)項目的競爭中，獲得了公司內部的最高獎—年度環(huán)保金獎。英特爾大連F68工廠(chǎng)的廠(chǎng)長(cháng)Kirby Jefferson透露，在F68總額25億美元的投資中，至少有1%，即2500萬(wàn)美元被專(zhuān)門(mén)用于環(huán)保技術(shù)和設備的開(kāi)支上。
這其中最主要的，則是對水的節約，以及對廢水的處理和再利用。每制成一塊標準的酷睿2芯片需要消耗近38升水—這是F68工廠(chǎng)能夠達到的新標準?？紤]到芯片小巧的體積，這仍然是個(gè)讓人驚訝的數字。
沙子之所以形成，在于海水在漫長(cháng)的歲月里對石灰巖不停地沖刷；而把沙子制成芯片，同樣需要水的沖刷，區別可能只在于時(shí)間不需要那么久而已。
芯片生產(chǎn)的幾乎每個(gè)主要工藝環(huán)節都會(huì )用到水進(jìn)行清洗和沖刷。
半導體的基礎材料是以二氧化硅形式存在的硅元素，而二氧化硅主要來(lái)自于沙子，芯片的生產(chǎn)就從提純沙子中的二氧化硅開(kāi)始。對沙子進(jìn)行多次提純可以得到電子級硅（EGS），只有純凈到每10億個(gè)硅原子中最多只有一個(gè)雜質(zhì)原子的程度，才能用于芯片生產(chǎn)，達到要求的單晶體就是硅錠，呈谷倉一樣的圓柱形。
然后硅錠會(huì )被橫向切割為單個(gè)硅晶片，即圓晶。在切割過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生大量的粉狀碎屑，此時(shí)，需要用水將所有的圓晶進(jìn)行徹底清洗。但清洗用水并非普通水，而是由自來(lái)水進(jìn)一步提純之后的超純水。
英特爾其它工廠(chǎng)因為設備投入較早，對自來(lái)水的處理效率通常在80%—85%左右，而現在F68工廠(chǎng)采用新興的膜分離技術(shù)的反滲透裝置可以去除市政供水中的大部分溶解離子，使約95％的自來(lái)水轉化成超純水，當然剩下的5%也不會(huì )直接排放，而是被導流到冷卻等環(huán)節，繼續利用。
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事實(shí)上，由于英特爾大量向第三方廠(chǎng)商采購晶圓成品，F68工廠(chǎng)省掉了沖洗晶圓的環(huán)節，反滲透裝置產(chǎn)生的超純水被用在了對晶圓進(jìn)行“雕刻”的環(huán)節—這是所有生產(chǎn)工藝中精確度最高、微觀(guān)級別最高的環(huán)節。
“雕刻”類(lèi)似于傳統膠片沖洗，但工藝更復雜，精度要求更高。晶圓進(jìn)入F68之后，首先被涂光刻膠，輕薄而均勻地涂上光刻膠之后，晶圓被曝光于紫外線(xiàn)下進(jìn)行化學(xué)反應。按照紫外線(xiàn)給予的形狀，一部分物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，另一部分不變，利用這種曝光，每一片晶圓被切割出數百個(gè)微處理器，每個(gè)微處理器上再被設置數萬(wàn)個(gè)晶體管，按照英特爾最先進(jìn)的工藝，一個(gè)大頭針大小的面積能夠容納約3000萬(wàn)個(gè)晶體管。
曝光后，大部分光刻膠會(huì )被溶劑溶解，晶圓上就會(huì )形成光刻膠圖案。此時(shí)，就需要用超純水反復清洗這些溶劑，直至潔凈度達標。
在芯片生產(chǎn)過(guò)程中，類(lèi)似的涂膠-曝光-清洗工藝會(huì )被進(jìn)行多次，而每次都要用超純水進(jìn)行沖洗，這是芯片行業(yè)耗水的根本原因。
每制造完成一片標準酷睿芯片，約35升超純水被消耗，變成含有大量硅和其它曝光溶劑所需的化學(xué)物質(zhì)的廢水。這些水的PH值已經(jīng)和自然界的水完全不同，這些廢水將被全部導入F68的廢水處理廠(chǎng)。
英特爾方面表示，在這個(gè)工藝環(huán)節，全世界任何一家工廠(chǎng)都沒(méi)有更節水的辦法，F68能做的只能是對使用過(guò)的超純水進(jìn)行回收再利用，用到冷卻以及潔凈度要求較低的清洗環(huán)節中去。
在廢水處理廠(chǎng)，英特爾使用PH中和系統、氟化物沉淀系統以及氨和金屬去除系統等對廢水進(jìn)行處理。這個(gè)廢水處理系統具有連續跟蹤和自動(dòng)分流功能，可確保所有廢水在排放到當地市政污水處理廠(chǎng)之前都滿(mǎn)足排放標準。
“我們在每一個(gè)出水口都安裝有攝像頭，24小時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，同時(shí)我們在各個(gè)排放口也有感應器，萬(wàn)一有水不達標，排水口會(huì )自動(dòng)關(guān)閉，廢水將被導流回處理廠(chǎng) 。”Kirby Jefferson說(shuō)。
“F68工廠(chǎng)在廢水回收利用上的成功，不是源于一兩個(gè)好點(diǎn)子，也不是針對一兩個(gè)廢水流，我們對整個(gè)工廠(chǎng)各個(gè)環(huán)節的廢水回收機會(huì )進(jìn)行了分析，組成一個(gè)全面和彼此關(guān)聯(lián)的回收利用體系，這個(gè)體系涉及一切可能的廢水流。”英特爾方面稱(chēng)。
基于這個(gè)處理體系，在F68工廠(chǎng)所有的機械封閉系統中，只有13%是來(lái)自市政管道的自來(lái)水，87%都是之前清洗環(huán)節產(chǎn)生的廢水。
英特爾中國首席企業(yè)責任官楊鐘仁說(shuō)，F68工廠(chǎng)的工業(yè)用水再利用率達到了93.7%，遠高于國家工業(yè)節水總體目標中要求的 65％，其中僅對沖洗水的回收再利用這一項每年就可節約 26 萬(wàn)噸城市管網(wǎng)的供水。
但是，據他透露，英特爾集團做過(guò)測算，英特爾在制造環(huán)節進(jìn)行節水等環(huán)保努力，只能帶來(lái)約8%的減排。“各個(gè)實(shí)體行業(yè)通過(guò)信息處理技術(shù)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝減少的碳排放，能夠占到英特爾對減少碳排放領(lǐng)域貢獻的92%。”當然，前提是它們要付錢(qián)購買(mǎi)英特爾最新最酷的芯片。
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