众所周知，半导体制造业具有不稳定性：截至2023年秋季，该行业处于自1990年以来的第七次衰退期。1以美元计算，2023年芯片行业收入预计将下降10%，2024年预计将增长12%。2也许不足为奇的是，当芯片行业萎缩时，其对能源、水和全球变暖潜能值（GWP）较高的工艺气体的使用量均有所下降。而当行业发展时，全球变暖潜能值则会上升。可持续发展的绝对衡量标准往往是无益的，尤其是对于一个尽管不稳定但仍将增长的行业，预计2030年收入将超过1万亿美元，3几乎是2023年5,150亿美元行业收入估值的两倍。相反，更好的衡量标准可能是资源消耗强度：与今年相比，明年每创收一美元，能源、水和GWP较高的工艺气体的使用量如何？德勤预计，2024年平均用水强度（图1）和用能强度都将逐年下降，资源消耗强度也将下降，主要芯片制造商的可再生能源使用比例将有所增长。新建的现代化绿地工厂可助推行业改善碳排放，而制造转型可赋能绿地工厂和现有棕地工厂降低能源、水和工艺气体使用强度。持续发展：半导体行业芯片绿色精益制造资源消耗强度降低部分得益于持续十年之久的趋势，近年来该行业一直致力于推进半导体行业的可持续发展。新建芯片工厂（绿地工厂）不断涌现亦是部分原因：正如预期的那样，新建工厂的各种设备、工具和工艺（在其他条件相同的情况下）通常比5年、10年甚至20年前的同等技术更具可持续性。尽管如此，采用先进节点技术的新建工厂对行业可持续发展构成了挑战：从28纳米制造等成熟技术过渡到2纳米先进节点制造，能源消耗量为以前的3.5倍，用水量为以前的2.3倍，温室气体排放量为以前的2.5倍，且随着工艺越来越先进，预计这一趋势还将继续。4有趣的是，行业在推进可持续发展方面取得进展更多得益于对那些老旧工厂（棕地工厂）实施制造转型：德勤预计，完整的制造转型项目可在多年时间内大幅降低能源、水和工艺气体的使用强度。图1：资源消耗强度是衡量行业在实现气候目标方面进展的更佳标准用水强度，两年移动平均值，2020-2024年（用水量/收入）注：E表示估计值；P表示预测值：用水强度（两年移动平均值）按总用水量（百万吨）与半导体行业总收入的比率计算。资料来源：用水数据来自11家半导体上市公司（来自北美、亚洲和欧洲；包括集成器件制造商（IDM）和代工厂，涵盖存储、逻辑和模拟芯片）公开发布的企业社会责任（CSR）报告，且这些公司的重要生产活动遍布全球。收入数据基于世界半导体贸易统计组织（WSTS）公布的整个半导体行业的年度数据（2020-2022年）和收入估计值/预测值（2023-2024年）。方法：2021年和2022年的实际用水强度分别同比下降了6%和4%，我们估计2023年的用水强度将同比下降3%（相对保守），并预测2024年的用水强度将再次下降3%。deloitte.com/insights仍需采取更多举措从芯片所有阶段的能源和资源使用情况来看，制造只是面临挑战的部分阶段。芯片制造完成后的能源消耗（例如，在耗电的数据中心实施生成式人工智能）也是面临的一大挑战。同样，资源提取、测试和封装、分销、生命周期和项目终止都是推动半导体行业实现可持续发展的重要阶段。虽然一些芯片制造商制定了2030年零碳排放等雄心勃勃的可持续发展目标，但全球情况却大相径庭。一般来说，总部位于欧盟的公司往往制定了最雄心勃勃的2030年目标，而一些总部位于美国的公司也制定了类似的宏伟目标，其他公司制定的目标则推迟至2040年及以后。5除新加坡外，大多数总部位于亚洲的芯片制造商均制定2050年及以后的目标，或者未制定目标。6尽管如此，在2023年9月，一家亚洲领先的芯片制造商承诺到2040年100%使用可再生能源，比原计划提前了10年。72021年，芯片行业的二氧化碳排放量约占全球二氧化碳排放量的0.2%。8随着产业规模实现翻番，如不希望到2030年这一比例增加一倍，达到0.4%，则应改善绿地工厂并改造棕地工厂。能源消耗芯片制造能源消耗巨大。熔化硅、使用大功率激光进行光刻、创造和维护真空状态以及持续清洁工作耗电巨大：半导体制造厂每小时耗电量高达100兆瓦时，9相当于8万多户北美家庭的用电量。尽管如此，目前只有大约500座开放式晶圆厂。10虽然从现在到2025年还会新建工厂，但全球仅有41座晶圆...