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1、......微电子与清洁生产摘要:文中以芯片生产为例分析微电子行业的生产过程,发现该行业资源、能源消耗量大,使用的原料和排放废弃物中有毒有害物质含量较高,对社会环境潜在的压力很大；提出了在该行业推行节约化、清洁化生产的解决措施:企业生产管理措施,法规手段,经济手段和信息措施；呼吁在我国大力发展微电子产业时,要吸取发达国家的经验教训,实施清洁生产,避免对环境造成严重的破坏。关键词:微电子；环境保护；能耗量；清洁生产；1、微电子行业所用原料及生成污染物种类分析1.1、微电子行业所用原料调查发现,微电子企业使用的主要原料中含有大量的氟化物、溴化氢及氰化物等剧毒物质,还有重金属,各种酸洗试剂、有机试剂
2、、以及特种试剂,有毒和易燃易爆的特种气体。硅谷调查结果显示,该行业工人癌症发病率、婴儿先天缺陷比例远高于平均水平。另外,若管理不善,造成这些有毒有害物质的泄漏,则会带来严重的环境问题和安全问题,如震惊世界的博帕尔事件。表1微电子生产原料一览表原料种类含有毒有害成分液态1.清洗试剂:酸洗试剂(H2SO4、HCl、HF、HNO3、H3PO4)、碱洗试剂(H2O2、氨水)。2.特种试剂:异丙醇、丙酮、乙醇、缓冲液、去光阻液、负光阻液、氧化层研磨液、显影液、光刻胶、三氯氧磷硝酸、氟化物。气态1.特种气体:BCl3、Cl2、HBr、HCl、SiH2Cl2、一氧化二氮、磷烷、硼烷、砷烷、硅烷氯气、H2、C
3、O、CF4、SiCCl2、CH3F、CH2Cl2、SiC、O2、CHF3、SiF4、甲烷/Ar、氨气。参考材料......2.普通气体:洁净压缩空气、高纯氧气、高纯氮气、高纯氢气、高纯氩气。固态晶体硅,各种金属如铜、银、铬、铅、汞等。1.2、微电子行业产生的污染物表2列出了对国内几家微电子行业产生污染物种类。可以看出,该行业排出的废水的腐蚀性和毒性都很强,不经严格处理,会严重污染自然水体和排放渠道。废气中含有大量氟化物、酸碱废气、VOC、及一些剧毒气体物质,调查发现,长期呼吸这种废气使癌症发病率、流产和婴儿先天缺陷比例增大,很多公司也因此被起诉。固体废物的污泥中含多种重金属,高浓度废液中含大量
4、有机污染物。填埋这些废物会使有毒物渗漏到地下水中,而焚烧则会产生包括二噁英等的气体有毒物。新的调查结果显示电子回收工人的血液中危险化学物质含量很高。因此,人类在享受高科技带来的文明的同时,也越来越深刻地认识到它危害人类健康、污染人类赖以生存环境的一面。表2微电子行业排放污染物一览表排放废弃物所含污染物种类废水氟化物、酸碱废液(H2SO4、HCl、HF、HNO3、H3PO4)、有机废液(异丙醇、丙酮、乙醇)、重金属离子污染物(铜、银、铬、铅、汞)等。废气氟化物、酸碱废气(H2SO4,HF,HNO3,可能有PFOS)、VOC、氟化氢、氰化物、磷烷、硼烷、砷烷、硅烷、一氧化二氮、NH3、H2、CO等
5、剧毒气体物质。固废1.固体废物:重金属(如铅、汞、铜、锡、镉、铬等)。2.高浓度废液:大量有机污染物(丙酮、丁酯、乙酸等)。2、微电子行业能源消耗量及排污量分析企业处于全球市场时必须把清洁生产作为企业生产力和生存的方式,这主要表现在资源,参考材料......能源的利用率,原材料利用强度和废物排放量上,本文对国内几家微电子企业分析结果(产品为6英寸芯片)见下表。表3能源、资源消耗量和排污量的分析结果（生产能力4万片/月，年操作时间250d）用水量（m3/片）用电（度/片）天然气（m3/片）排水量（m3/片）固废（t/片）废气（m3/片）2.1～3.8100～67522.2～34031.82～2.
6、580.0027～0.011994.4～3510目前,该行业资源、能源利用率方面,国内外还没有明确的标准。根据我们的分析结果,国内微电子行业每生产一片芯片(6英寸),天然气平均耗量28.25m3/片,平均耗谁约2.81m3,耗电平均水平为347.87度/片(硅谷的平均水平为285度/片)也就是说,生产一片芯片的耗电量,足够一个家庭2个月的用电；一个生产能力为4万片/月的企业一年的用水量,够一个6万人的城市一年的用水。可见微电子行业是对资源和能源高消费的行业,而且目前我国在该行业的资源和能源利用率方面还跟发达国家有一定的差距。微电子目前被认为是清洁生产的行业,但根据上表分析发现,每生产一片芯片,
7、平均产生废水1.98m3/片,废气2087m3/片,固体废物0.00573t/片(硅谷的平均水平为0.0032t/片),并对国内几家企业调查后发现:所排废水中危险废水的比例平均占72.51%,废气中危险废气占82.07%,固体废物中危险废物占56.87%发达国家的电子废物的处理率也只有28.9%,大部分未经处理就直接排入环境,可见微电子行业对环境保护造成了很大的压力,因此要重视微污染防护,若不严格
