根據工研院產科國際所統計，台灣2020年半導體業總產值達3.22兆新台幣，年增20.9％，預估2021年還可能再創歷史新高。
然而，根據環保署分析近5年（2015～2019）製造業的溫室氣體排放量變化，其中以半導體業年均成長率6.44％最高。堪稱台灣戰略級物資的半導體產業，如何在持續追求成長的同時，又能跟上國際的減碳、甚至零碳排趨勢，打造永續環境？
不可諱言，全球晶圓代工龍頭台積電可說是動見觀瞻。自2020年成為全球首家獲得再生能源倡議組識（RE100）認可的半導體公司後，總裁魏哲家在今年台積電技術論壇上，再次強調推動綠色製造的決心：「半導體製造是能源密集型產業，更應以身作則，減輕對環境的影響。」
除了省電，也能創造節能效益
早在2016年，台積電便攜手機台設備商合作開發節能機台，截至2020年，累計已有139項節能行動方案，並導入5奈米以下先進製程，成功為當年度省下2億度用電量。
舉例來說，為了解決機台大量耗電的問題，台積電與供應商合作，運用降低熱損失的概念，開發出「低耗能管路加熱系統」，也就是以常用於建築物隔熱的氣凝膠材質，取代玻璃纖維，做為供氣管路的外層，有效降低管路表面溫度。
這套「低耗能管路加熱系統」就像是為供氣管路穿上隔熱外套，已於2020年導入台積電晶圓十五廠優先試行，為機台的加熱管減少約25％能耗。目前，該系統除了已經列為新建廠區的標準設施之外，預計十二吋晶圓廠也將完成系統更新，可望在2025年起，每年為台積電額外省下8,000萬度電。
為了擴大節能效益的應用範圍，台積電也於2016年攜手應用材料（Applied Materials，簡稱應材）與附屬設備供應商，針對非生產區（Sub-fab）的附屬設備打造「iSystem物聯網智慧節能控制系統」，創下年度省電1,340萬度、減少13,800公噸碳排放量，等同創造出8,500萬元的節能效益。
為了更系統化落實節能行動，台積電去年將「ISO 50001（Energy Management System, EnMS）能源管理系統」導入iSystem，根據控制器搜集附屬設備的能耗資料，能夠自動計算機台的節能量；透過與台積電內部資訊技術單位合作，開發異常管理系統與節能報表系統，以利精準掌握能源使用量。
應材副總裁暨台灣區總裁余定陸解釋，iSystem控制器是從軟體面為機台帶來節能效果，「就像電腦裡的大腦可以監控所有參數、整合並提供優化建議，更重要的是，它還能夠管控機台的能源配置，製作出資源消耗、溫室氣體排放等報告。」從應材提供的數據來看，該控制器能夠降低機台20％的能源相關成本，成效相當可觀。
先進製程的未來：氫氣回收、綠氫
半導體先進製程已進入極紫外光（EUV）微影技術時代，台積電也是全球第家引進EUV製程的晶圓製造廠。然而，由於EUV製程中會使用大量氫氣，但過程中卻有高達90％的氫氣並未消耗，直接從EUV設備排出，因此氫氣回收利用，甚至是使用太陽能或風電等綠電，將水電解後產生「綠氫」，將成為先進製程的未來。
觀察到半導體製程中對於氫氣的仰賴與耗損，2008年成立的鼎佳能源開發出「氫氣純化回收系統」，可將EUV製程排放的70％氫氣回收，並產生99.999％的純度，以滿足EUV製程所需的氫氣品質。
鼎佳能源董事長閻明宇表示，該系統已取得SEMI S2（半導體製造設備安全衛生及環保標準）認證，性能與安全性通過檢驗後，足以應用於最嚴格的半導體廠中；但傳統氫氣純化回收，要如何同時兼顧安全度與高純度產出，過去是一大考驗，因此鼎佳能源正與專家探討如何補足此缺角，開發可真正導入廠房的解決方案。
閻明宇計算，1台EUV設備平均1年的氫氣需求量，成本約1,000萬元，如果純化回收7成的氫氣，可以為業者省下700萬元左右，不但在經濟效益上表現顯著，1年也能減少260公噸的碳。
另一家法商亞東工業氣體，則在製氫過程中使用水電解技術，產出的綠氫能符合半導體所需的高純度氫氣。今年3月，亞東正式在台南啟用低碳氫水電解廠，也吸引台積電與美商半導體企業到場關注。
該製程是透過向台電購買綠電，以直流電電解產生氫氣，過程中幾乎不排碳，僅產出水。相較於傳統天然氣製程，1座水電解製氫設備每年可減少8,000噸碳排，為產業創造更永續的環境。
2019年，台積電和台灣半導體產業協會（TSIA）共同發表「高科技節能減碳宣言」，以2025年溫室氣體削減率達85％為目標。未來除了導入更多節能設計，氫氣回收、綠氫運用也可望成為減碳關鍵。
台積電
成立時間：1987年
負責人：董事長劉德音、總裁魏哲家
減碳亮點：攜手700家供應商，自2016年起持續合作開發節能綠色機台
減碳效益：2020年有139項節能行動方案導入5奈米以下先進製程，成功省下2億度用電量
責任編輯：郭昱彣、張庭銉