人工智慧、手機、電腦、電動車,現代科技幾乎離不開半導體,而半導體也很難離開有全氟及多氟烷基物質(PFAS)。
PFAS因不易分解,有「永遠的化學物質」之稱。由於PFAS與癌症、肝腎、心血管疾病的相關疑慮上升,近年掀起禁用或限用管制潮。但半導體的微影製程、電漿處理等1000多個奈米製程都會用到PFAS。業者研發替代品的同時,也組成聯盟遊說政府降低監管,並稱嚴厲的監管將讓產業「倒退數十年」。
PFAS聯盟砸錢遊說立法者 避開環保監管
2022年開始,美國加州、馬里蘭州、明尼蘇達州等陸續提出限制使用PFAS的法規。4月,眾議會議員提出「永久化學品監管和責任法」( FCRAA),希望10年內逐步淘汰所有非必要用途的PFAS。
因應這些限制,美國半導體產業協會(SIA)成員與供應鏈組成PFAS聯盟(PFAS Consortium),且於去(2023)年提出報告,聲稱尋找更安全的替代品「幾乎是不可能的」,並警告這樣做可能會讓技術進展「倒退數十年」。聯盟也強調了成員在減少廢棄物上的努力,並表示若獲得監管豁免,將繼續自願減少廢棄物。
《衛報》指出,半導體產業協會去年動用150萬美元來遊說國會跟拜登政府,今年會花更多錢爭取半導體業者利益。《衛報》舉例,台積電每年向半導體產業協會與PFAS聯盟分別繳交16萬美元和5萬美元會費。
半導體業依賴PFAS 《晶片法案》吸引投資也帶來污染
為吸引半導體產業在美國製造,美國總統拜登(Joe Biden)力推《晶片法案》(CHIPS and Science Act)提供530億美元的補貼。
2日,拜登更簽署《晶片美國製造法案》(Building Chips in America Act),進一步放寬對聯邦政府資助的半導體工廠的環境審查。
晶片社群聯合委員會(Chips Communities United)成員西格爾(Lenny Siegel)指出,《晶片法案》與拜登政府2021年所提的PFAS污染管制計畫相互矛盾。
業界警告替代方案影響產業發展
面對限制PFAS的強烈趨勢,半導體產業也努力尋求替代方案。全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸鹽(PFOS)這兩種毒性最強的PFAS可望先被淘汰。世界半導體理事會(WSC)也在7月宣布,半導體製程的微影和蝕刻過程已全面淘汰PFOA。
不過,西格爾指出,全氟丁烷磺酸及其鹽類(PFBS)這類替代品確實毒性減弱,但仍比一般管制物品更毒。而PFAS聯盟的報告也指出,有些替代方案的研發時程可能長達15年,有些已有替代品,但會讓生產流程更複雜耗時。
台積電在4月宣布,成功在製程中導入創新研發的「全新世代低溫聚醯亞胺(Low Temperature Polyimide)」。低溫聚醯亞胺是半導體微影及封裝製程的關鍵材料 ,新技術是在不使用PFAS和N-甲基吡咯烷酮(NMP)為原則下研發。
4月初的美國與歐洲「貿易與技術委員會會議」(TTC)會後聲明指出,雙方將合作尋找PFAS替代品,並且會利用AI和數位孿生等技術來加速研發。