中國報告大廳網訊，（基於歐盟及全球半導體產業數據）

  隨著各國競相布局先進位程工藝，晶片製造中的環保問題成為技術疊代的關鍵瓶頸。當前全球半導體行業每年消耗4.21千噸全氟和多氟烷基物質（PFAS），這些被稱為「永久化學品」的材料在電子領域占比達11%，其環境持久性與生物累積性正推動產業向綠色設計轉型。本文結合2025年晶片競爭態勢，解析半導體製造中PFAS的使用現狀及可持續優化路徑。

  一、晶片行業PFAS應用現狀：環境風險與技術瓶頸

  全球電子和半導體行業已成為PFAS第三大消費領域，僅在歐盟市場即占氟聚合物銷量11%。數據顯示，69%的PFAS用於光刻工藝中的抗反射塗層（ARCs）及保護層，28%作為表面改性劑，3%應用於冷卻系統。儘管晶片使用階段安全可控，但製造過程中通過廢水排放、空氣擴散和廢棄物釋放的PFAS已造成廣泛污染——污水處理廠對半導體行業排放物的去除率不足50%，北極冰芯檢測到的PFAS濃度較十年前增長7倍。

  二、先進位程競爭下的PFAS用量博弈：EUV光刻技術破局

  在7nm工藝節點，採用極紫外（EUV）光刻技術可使晶片製造中的PFAS層減少18%。這種突破性優勢源於其掩模數量較深紫外浸沒式（DUV）減少80%，直接降低抗反射塗層和光刻膠的使用量。例如，EUV單次曝光即可替代傳統多重圖案化工藝的五道工序，使每平方厘米晶片PFAS化學品用量下降20%。儘管EUV設備能耗較DUV高10倍，但製造步驟精簡帶來的整體環保效益顯著：碳足跡與隱含碳排放因良率提升和流程簡化呈現反向趨勢。

  三、晶片架構優化路徑：金屬層數控制的環境收益

  針對後端互連（BEOL）設計的研究表明，減少金屬堆疊層數可直接降低PFAS消耗量。在6×6脈動陣列案例中，將最高金屬層從M7降至M3時：

  四、晶片競爭格局中的可持續設計策略

  當前全球半導體產業正面臨雙重挑戰：技術節點向3nm演進推動PFAS使用量增長10%/年，而歐盟擬議的2027年PFAS禁令將重塑材料供應鏈。領先廠商已通過以下路徑應對：

  1. 工藝替代：採用無氟光刻膠在特定層替代傳統方案（當前僅3%環節可實現）

  2. 架構優化：異構晶片封裝技術減少金屬層數需求，某加速器SoC案例顯示M4-M5布線可節省60% PFAS材料

  3. 全生命周期管理：通過延長硬體壽命降低電子垃圾中PFAS釋放量（每10年延壽期可減少28%環境暴露風險）

  五、晶片產業可持續發展展望與競爭趨勢

  至2025年，採用EUV技術的7nm工藝在隱含碳排放上較DUV方案仍高出15%，但其PFAS減排效益（-18%）已成技術選擇的關鍵指標。隨著各國環保法規趨嚴，晶片設計需建立包含以下要素的可持續模型：

  總結：晶片行業的競爭已從單純的技術性能比拼，轉向包含環境成本的戰略博弈。通過工藝創新、架構優化和材料替代形成的可持續設計體系，將成為企業在2025年全球市場爭奪中差異化競爭的核心能力。隨著歐盟PFAS排放標準的實施和技術疊代壓力同步加劇，半導體製造商必須將環保指標深度融入研發全流程——這不僅是法規合規要求，更是維護產業鏈安全與技術代際優勢的關鍵戰略選擇。