中國重注碳中和，必須犧牲半導(dǎo)體嗎？

芯片是人類工業(yè)皇冠上的明珠。或者說，是除中國以外，人類工業(yè)皇冠上的明珠。至少到今天為止，中國人還沒——更準確地說，還沒觸碰過這顆明珠。

其實，機會本來已經(jīng)有了。

2006年，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006--2020年)》發(fā)布。行業(yè)有識之士以超卓的眼光和魄力，制定了跨越1個年代的發(fā)展規(guī)劃。其中的“02專項”便是專門針對半導(dǎo)體制定，目標是在2020年左右，趕上全球第一梯隊的尾巴。

這份規(guī)劃綱要的大致內(nèi)容，可以搜索前瞻網(wǎng)《一文詳解中國半導(dǎo)體行業(yè)磨劍14載的“02專項”》查看。

從結(jié)局來看，規(guī)劃內(nèi)容恰當(dāng)，執(zhí)行得力，成果也很不錯。在期限到來之前，除了極個別項目外，絕大多數(shù)承擔(dān)項目的公司都已經(jīng)對外公布了喜報。

只用14年，中國半導(dǎo)體幾乎已經(jīng)扭轉(zhuǎn)了過去數(shù)個世紀一步落后、步步落后的頹勢，摸到了西方國家的腳后跟。只要保持這種勢頭，穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步為營，趕上只是時間問題。

然而這時候，一座大山突然橫在了身前。這座大山，就是“2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和”，簡稱“雙碳”。

半導(dǎo)體是超級排放大戶。

根據(jù)哈佛大學(xué)調(diào)查，一臺Macbook Air，制造環(huán)節(jié)碳排放占了全環(huán)節(jié)的74%，其中又有一半，集中在了最中心那塊小小的芯片上。這里已經(jīng)算上了運輸環(huán)節(jié)汽車尾氣、你每天使用消耗電力之類雜七雜八的環(huán)節(jié)，也就是整個生命周期。這些排放，主要來源于制造芯片過程中消耗的能源，相關(guān)數(shù)字，可能超過很多人的想象。

芯片制造環(huán)節(jié)，從晶圓的清潔開始，到旋涂光刻膠，到對準，再到曝光、后烘、顯影、硬烘、蝕刻，到最后去除光刻膠，大大小小有10余個步驟。而實際操作中，這10余個步驟，實際上會細分出數(shù)千道工序。

芯片制造是一個極為精細的過程，精細到日常談?wù)摃r，用到的單位詞匯都是——納米。為了保證設(shè)備能實現(xiàn)如此精細的操作，這數(shù)千步工序，都要耗費巨大的能源，來維持超凈、恒溫、高溫高壓、真空、強電磁場等條件。

據(jù)報道，臺積電的工廠要維持一種極端苛刻的無塵環(huán)境，空氣經(jīng)過多級過濾后，“幾十個足球場那么大的工廠，比醫(yī)院的手術(shù)臺還要干凈10萬倍”。同時，加工1塊12寸晶圓，還需要消耗2200加侖(約8327升)的水，其中1500加侖(5678升)為干凈程度為自來水1000倍的超純水。而在最核心的光刻環(huán)節(jié)中，以目前最先進的EUV光刻機為例，它使用的EUV光源波長極短，波長越短，越容易損耗。

因而，光刻機內(nèi)部需要嚴格保持真空，哪怕是一點點空氣都會吸收掉脆弱的光線;另外還要維持22℃的恒溫，否則但凡出現(xiàn)絲毫熱脹冷縮，都會導(dǎo)致芯片上出現(xiàn)巨大的誤差。

即便如此，韓國SK海力士曾經(jīng)透露，一道EUV光源打進去，最終只有0.02%的能量能作用在晶圓上。

在7nm制程階段，ASML的EUV光刻機輸出功率為250瓦，那么反過來推算，它的輸入功率最低為1250000瓦。

根據(jù)臺積電發(fā)布的企業(yè)社會責(zé)任報告書，2020年，包括臺灣廠區(qū)、WaferTech、臺積電(中國)、臺積電(南京)、采鈺公司，臺積電全球能源消耗量為169.2億度

對這個數(shù)字，可能很多人不能直觀理解。這么說吧，2020年，深圳全市的居民用電量才154.5億度。一家企業(yè)的用電量，已經(jīng)超過了一座1756萬人口超級城市的日常用電。但在另一邊，11月1日，聯(lián)合國舉辦了第26屆《聯(lián)合國氣候變化框架公約》會議，我國對此極端重視。

參會之前，官方接連發(fā)布了《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》《2030年前碳達峰行動方案》，也就是所謂的“1+N”。

會中，近年極為少見地，中美宣布聯(lián)手，共同發(fā)布了《中美關(guān)于在21世紀20年代強化氣候行動的格拉斯哥聯(lián)合宣言》，明確提出“要采取積極行動加速減排”，還要建立聯(lián)合行動工作組。據(jù)媒體統(tǒng)計，在過去1年多時間，國家最高領(lǐng)導(dǎo)人至少20多次在重要會議上公開明確強調(diào)碳達峰、碳中和。

種種跡象表明，中國政府已經(jīng)將“雙碳”設(shè)置為優(yōu)先級最高的議題，不容阻擋，尤其是在發(fā)達國家大多已經(jīng)實現(xiàn)碳達峰，并以此作為政治武器，向中國施壓的當(dāng)下。

據(jù)前瞻整理統(tǒng)計，目前全球約73%的碳排放來源于能源領(lǐng)域，“雙碳”之下，能源領(lǐng)域自然首當(dāng)其沖。今年7月16日，全國碳排放權(quán)交易市場開市，發(fā)電行業(yè)被安排第一批試水。這使得中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)陷入了一個尷尬的境地。

進，芯片產(chǎn)業(yè)的擴張勢必要大口吞噬更多電力，而且作為后來者要實現(xiàn)追趕，代價往往比正常情況下更大，對于“雙碳”這一面向未來，從最基礎(chǔ)領(lǐng)域爭奪規(guī)則制定權(quán)的長遠布局，顯然有不利影響。

退，難道扭轉(zhuǎn)中國數(shù)百年產(chǎn)業(yè)落后頹勢，一舉搶占全球制高點的難得機會，說放棄就放棄了?

放心，國家是不會允許這種事情發(fā)生的。芯片和“雙碳”并非一場零和博弈。要實現(xiàn)減排，不一定要靠減少能源供應(yīng)，不一定非要犧牲另一個事關(guān)國運的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

事實上，技術(shù)創(chuàng)新才是碳達峰、碳中和的核心驅(qū)動力。

來源：內(nèi)容來自前瞻網(wǎng)