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2021年9月24日，英特爾（Intel）在美國(guó)亞利桑那州錢德勒的兩家計(jì)算機(jī)芯片新工廠破土動(dòng)工。全美眾多公司都在競(jìng)相完成這樣的項(xiàng)目，以滿足對(duì)半導(dǎo)體看似無(wú)止境的需求。背景里塵土飛揚(yáng)、堆滿鋼鐵，還有推土機(jī)出鏡，英特爾的首席執(zhí)行官帕特·基辛格站在講臺(tái)上，向共聚一堂紀(jì)念這一時(shí)刻的人群發(fā)表講話?！斑@是不是令人嘆為觀止？”他指著身后巨大的建筑工地說(shuō)?！叭绻@還不能讓你感到興奮不已，那就自查一下脈搏。”

英特爾在美國(guó)亞利桑那州菲尼克斯附近的園區(qū)計(jì)劃確實(shí)引人注目：這家芯片巨頭將向該項(xiàng)目投入200億美元，并表示新工廠（或稱晶圓廠）將創(chuàng)造數(shù)千個(gè)就業(yè)崗位，更不必提及此舉將大幅提升國(guó)內(nèi)制造用于個(gè)人電腦和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器等產(chǎn)品的半導(dǎo)體的產(chǎn)能。但最近芯片制造業(yè)的繁榮也有不那么值得慶賀的一面——不僅僅是英特爾一家企業(yè)，也不僅僅是亞利桑那州一個(gè)地區(qū)。批評(píng)人士擔(dān)心，新工廠可能會(huì)加劇日益嚴(yán)重的氣候危機(jī)，導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)破壞環(huán)境，并耗盡含水層。原因是雖然半導(dǎo)體芯片是在“無(wú)塵室”中制造的，但實(shí)際上制造過(guò)程相當(dāng)骯臟。

生產(chǎn)指甲蓋大小的電子元件是一個(gè)復(fù)雜且耗能的過(guò)程。根據(jù)能源管理供應(yīng)商施耐德電氣公司（Schneider Electric）的數(shù)據(jù)，大型晶圓廠每小時(shí)可以使用100兆瓦時(shí)的電量，超過(guò)了煉油廠或者汽車廠的耗電量。每個(gè)半導(dǎo)體工廠每天還要消耗超過(guò)100萬(wàn)加侖（約3,785,411.784升）的水，此外，每年還會(huì)產(chǎn)生數(shù)千噸的化學(xué)廢物。

更重要的是，減輕環(huán)境危害所面臨的挑戰(zhàn)可能很快就會(huì)變得更加嚴(yán)峻。用于制造高端芯片的新技術(shù)需要耗費(fèi)更多的能源，因此潛在上是更大的碳排放源。盡管該行業(yè)在芯片清潔生產(chǎn)方面取得了進(jìn)展，但仍然有大量的工作需要做。

誠(chéng)然，芯片制造業(yè)的回流有諸多的好處，包括加強(qiáng)供應(yīng)鏈，甚至提高美國(guó)的安全水平，這是聯(lián)邦政府宣布實(shí)施由美國(guó)總統(tǒng)喬·拜登于2022年簽署的《芯片與科學(xué)法案》（CHIPS and Science Act）的原因之一。該法案授權(quán)稅收抵免，并提供近530億美元的補(bǔ)貼，以激勵(lì)半導(dǎo)體公司加大對(duì)國(guó)內(nèi)研究和制造的投資。到目前為止，該法案似乎已經(jīng)奏效。

自《芯片與科學(xué)法案》頒布以來(lái)，許多芯片制造商已經(jīng)承諾投入數(shù)十億美元建設(shè)新工廠。除了在亞利桑那州新建工廠外，英特爾在俄亥俄州的工廠也已經(jīng)破土動(dòng)工。與此同時(shí)，為英偉達(dá)（Nvidia）生產(chǎn)大部分處理器的中國(guó)臺(tái)灣芯片制造商臺(tái)積電（TSMC）也在亞利桑那州擴(kuò)張，投資400億美元建廠，據(jù)報(bào)道這是美國(guó)歷史上最大的國(guó)外投資之一。內(nèi)存芯片制造商美光科技（Micron Technology）也計(jì)劃在公司的總部所在地美國(guó)愛達(dá)荷州博伊西建造一家大型工廠。

業(yè)界對(duì)《芯片與科學(xué)法案》的支持不足為奇。（有530億美元的財(cái)政激勵(lì)措施，誰(shuí)會(huì)不支持呢？）不過(guò)，所有這些擴(kuò)張都是要付出代價(jià)的。英特爾及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如今發(fā)現(xiàn)它們必須聯(lián)合起來(lái)研發(fā)更清潔的制造工藝。畢竟，它們能否充分利用政府的財(cái)政激勵(lì)措施，并實(shí)現(xiàn)為公司設(shè)定的雄心勃勃的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，在很大程度上取決于它們自身的能力。例如，英特爾已經(jīng)承諾到2040年實(shí)現(xiàn)全球業(yè)務(wù)的溫室氣體凈零排放。

這就是為什么在2022年11月，即《芯片與科學(xué)法案》簽署數(shù)月后，半導(dǎo)體行業(yè)成立了一個(gè)由60個(gè)創(chuàng)始成員組成的新組織，旨在加速減少溫室氣體排放。

英特爾的首席可持續(xù)發(fā)展官托德·布雷迪表示：“我們無(wú)法獨(dú)自完成這項(xiàng)工作?！辈祭椎显?8年前加入該公司，他說(shuō)，雖然今天面臨的挑戰(zhàn)需要全行業(yè)的支持及合作，但英特爾幾十年來(lái)一直在可持續(xù)生產(chǎn)實(shí)踐方面取得進(jìn)展。

布雷迪稱，該公司的碳排放量在2006年達(dá)到峰值，此后由于對(duì)可再生能源的依賴日益增加，碳排放量一直在下降。在全球范圍內(nèi)，英特爾目前93%的電力來(lái)自太陽(yáng)能和風(fēng)能等“清潔”能源。

然而，這些能源需求依然巨大。2020年，一篇題為《追逐碳：計(jì)算機(jī)難以捉摸的環(huán)境足跡》（Chasing Carbon: The Elusive Environmental Footprint of Computing）的論文發(fā)現(xiàn)，芯片制造是消費(fèi)電子產(chǎn)品碳排放的主要來(lái)源，而不是在其整個(gè)生命周期內(nèi)的使用，并且制造過(guò)程可能會(huì)更加耗能。

研究人員、論文合著者卡羅勒-讓·吳在接受《財(cái)富》雜志的采訪時(shí)表示：“制造設(shè)計(jì)更為先進(jìn)的[芯片]的新晶圓廠對(duì)電力的需求會(huì)更大。”

英特爾及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有充足的理由繼續(xù)減少碳足跡，這不僅僅是因?yàn)樗鼈冃坌牟哪繕?biāo)。雖然美國(guó)的大多數(shù)新興和現(xiàn)有的半導(dǎo)體中心都?xì)g迎它們的投資，但當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)和組織也擔(dān)心對(duì)環(huán)境造成影響。

水的使用尤其令人擔(dān)憂，尤其是在亞利桑那州等水資源并不豐富的地區(qū)。芯片在制造過(guò)程中必須用超純水沖洗，此外，數(shù)據(jù)中心也要用水冷卻設(shè)備。

但在這些方面，英特爾等公司也取得了進(jìn)展，清洗后循環(huán)使用水的比例越來(lái)越高。英特爾指出，它已經(jīng)在美國(guó)和印度實(shí)現(xiàn)了“凈正向用水”，而且即便是在新建工廠和增加用水量的情況下，也將于2030年之前在所有國(guó)家實(shí)現(xiàn)同樣的目標(biāo)。為了全面實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，公司還與非營(yíng)利組織開展合作。這些項(xiàng)目，比如幫助當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)更有效地利用水資源，抵消了生產(chǎn)過(guò)程中主要因?yàn)檎舭l(fā)而損失的水資源。

目前使用的數(shù)種能夠?qū)Νh(huán)境造成危害的化學(xué)物質(zhì)都被排放到大氣中，因此，要在芯片制造過(guò)程中使用更環(huán)保的化學(xué)物質(zhì)，還有很多工作需要做。在英特爾位于亞利桑那州的園區(qū)，新工廠尚未完工，該公司已經(jīng)每季度排放約兩噸有害空氣污染物。

英特爾公司的布雷迪指出，在這一領(lǐng)域，全行業(yè)齊心協(xié)力就能夠有所作為，從而找到有害化學(xué)物質(zhì)的替代品。他說(shuō)，這是芯片制造過(guò)程中最骯臟的部分?！缎酒c科學(xué)法案》在鼓勵(lì)做大做快的同時(shí)，也讓芯片制造商更有必要采取行動(dòng)，包括減少使用會(huì)產(chǎn)生溫室氣體的化學(xué)品。畢竟，芯片制造業(yè)回流在為國(guó)內(nèi)創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)的同時(shí)，也使污染離我們更近了。

布雷迪說(shuō)：“我們?cè)谥贫?040年目標(biāo)時(shí)，就知道我們將繼續(xù)擴(kuò)張。這將是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)?！保ㄘ?cái)富中文網(wǎng)）

譯者：Zhy