以可持续的方式为可持续的世界创造技术，这对意法半导体(ST)来说并不是什么新鲜事。日前，意法半导体副总裁，可持续发展主管Jean-Louis Champseix结合公司在可持续发展上的成绩，向媒体详细介绍了自身围绕该战略所采取的各种措施，我们也能够借此一探世界级半导体企业是如何进行可持续发展战略的规划与实施。
以可持续的方式为可持续的世界创造技术，这对意法半导体(ST)来说并不是什么新鲜事。事实上，这家公司从1987年成立时就开始这样做了。日前，意法半导体副总裁，可持续发展主管Jean-Louis Champseix结合公司在可持续发展上的成绩，向媒体详细介绍了自身围绕该战略所采取的各种措施，我们也能够借此一探世界级半导体企业是如何进行可持续发展战略的规划与实施。
意法半导体副总裁，可持续发展主管Jean-Louis Champseix
提供独一无二的“负责任的”产品
目前，ST拥有 9,000 多名技术研发和产品设计人员，以及大约 19,500 项有效及申请中专利。2022年新增600余项新专利申请，并将12%的营收投入研发活动。同时，在鼓励创新方面，ST同众多初创公司在15个概念验证中心进行开放式创新，至2022年已有70家初创公司参与到ST的项目中。
智慧出行、电源与能源、物联网与互联是ST产品创新的三大主要方向。其中，智慧出行涉及ADAS系统、域控制器、MCU、分立器件、IGBT、宽禁带半导体(SiC/GaN)等领域；电源与能源管理面向工业、汽车、电动工具、数字电源等一系列应用，STSPIN32开发板、STM32通用微控制器、VIPerPlus电源管理解决方案、STSECURE安全MCU、EEPROM等都是极具代表性的产品与方案；物联网与互联则包括了MEMS与光学传感器解决方案(iNEMO/FlightSense)、采用ST独有技术的ASIC专用芯片(RF-SOI/FD-SOI/BI-CMOS)等。
“我们可持续技术计划的目标是在整个产品生命周期内，以可持续发展的方式开发负责任的产品，并携手客户一起解决生命周期终结问题。”Champseix说，2022年，ST 100%的产品经过生态设计，负责任产品营收占比为23%。预计到2027年，在ST所有产品中，采用可持续发展技术的、最先进的负责任产品营收占比将超过33%。
那么，什么样的产品能够被称之为“独一无二的、负责任的”？Champseix指出，“负责任的产品”是从环境、安全和健康角度看，大幅减少了产品本身的使用和应用能耗，对社会和环境更加友好，对人类生活有积极促进作用的产品总和。而为了使整个供应链变得更具可持续发展性，ST不但对整个供应链提出了一致且严格的标准，而且与社区、政府和监管机构保持着密切沟通，以便更好地了解合规和风险，改善整体情况。
以电动汽车为例，得益于在车载充电器、48V电源系统、DC/DC直流变压器、电驱逆变器以及混动汽车高压系统方面的优势，ST极大提高了电动汽车的能源利用效率，减少能源浪费并降低运营成本；家庭和楼宇节能方面同样如此，目前住宅和商业照明、暖通空调和电器占总用电量的50%以上，对高效电源管理、功率开关和驱动器、传感器和控制器、电机控制等方案需求巨大，而这些也正是ST的优势所在。
“接下来，努力通过智能化技术节省能源和资源，将成为我们今后坚定不移的发展目标之一。”Champseix认为AI可以实现很多事情，比如将边缘AI衣物称重结合先进的电机控制算法，可以减少水和洗涤剂的用量，并显著降低启动电流，每洗一次衣物可节能15-40%；工业方面，变速电机驱动器(VSD)可以将电机能耗降低50%，但全球目前只有约12%的电机配备了VSD驱动器，市场潜力十分巨大；智慧农业中，利用割胶机器人割胶、在葡萄酒厂和葡萄园监测水和空气污染、在农场监控动物的健康状况……大量智能科技正在赋能农业可持续发展。
追寻产品的“碳足迹”
2011年，ST提出了产品生命周期环评(LCA)方法，涵盖从原材料采购、供应链到产品开发、制造、运输，再到产品使用和寿命结束的整个生命周期。这种环评方法是公开透明的，通过访问ST网站或是可持续技术手册，就可以看到不同产品的完整生产资源足迹，ST的客户可以完全了解产品，并且在其产品设计中直接进行参考引用，从而方便客户完成其可持续目标。
ST方面将其称之为产品的“碳足迹”。简单而言，就是一个产品在生命周期的所有阶段产生的温室气体排放量综合，以千克二氧化碳排放当量表示，人们可以计算部分生命周期或完整生命周期中的碳足迹。以“碳中和”目标中的直接排放(半导体生产过程中产生的PFC气体，称为“范围 1”)为例，每道工序自动收集的全部能耗数据，在国际通用标准IPCC 2006中以统一口径被换算为二氧化碳排放当量，借此评估温室气体对环境的影响。
Champseix介绍了ST几类典型产品的“碳足迹”数据：每颗MEMS器件的工业碳足迹是64gCO2eq，芯片使用阶段的碳足迹是15gCO2eq，系统级被避免的影响(预估)为-22gCO2eq；TOF传感器的工业碳足迹是20gCO2eq，芯片使用阶段的碳足迹是16gCO2eq，系统级被避免的影响(预估)为-55gCO2eq，表示芯片在整个生命周期内的二氧化碳排放量为55,000克二氧化碳当量。
有趣的是碳化硅(SiC)，数据显示，制造一颗碳化硅芯片将产生22,000克二氧化碳当量，假设一辆普通汽车在12年内有8%的时间处于活动状态，该芯片使用阶段的碳足迹将达到1020kgCO2eq(超过1吨)，但对比硅基IGBT后会发现，被避免的影响高达-1960 kgCO2eq(接近2吨)。
Champseix将ST可持续发展工作优于业界的原因归结为以下三点：首先是专业的研发体制，保证公司能够对产品技术做充分全面的研究，例如针对智慧农业、水监测、天气预报、微电网、垃圾检测等不同的目标应用，充分优化技术研发；其次，是绝大多数产品都配备了多个智能传感器，让客户能够与环境沟通，及时发现情况。最后，是能够为客户提供包括人工智能技术在内的各类高级功能。
2027年实现“碳中和”
2020年底，ST提出了在2027年实现“碳中和”的目标，其中包括直接排放(半导体生产过程中产生的 PFC气体，称为“范围 1”)、间接排放(与能源消耗相关，称为“范围 2”)和运输排放(产品运输、商务旅行、员工通勤，称为“范围 3”)。
除此之外，其他目标的提出也值得关注，包括到2025年实现完全符合巴黎COP21的1.5°C暖化温控规定并得到科学减碳倡议组织(SBTi)认可的中期目标；到2027年100%使用可再生能源，能源效率比2016年提高20%等等。得益于这些行动和成绩，近年来，ST受到各种评级机构的广泛认可，多次被列入彭博、FTSE4Good富时、道琼斯和泛欧交易所的可持续发展指数，并且还是MSCI 3A企业。
需要指出的是，这里所提及的“可再生能源”，范围包括太阳能、风能、生物质能、太阳热能、光伏发电、地热能、采用可再生燃料的燃料电池、环境影响小的水力发电、沼气、填埋气、波浪能、海水温差发电或潮流发电。
对于IDM公司而言，晶圆厂最直接的减碳方法之一是消除半导体工艺中的直接排放(主要是PFC)。Champseix表示，过去两年里，ST在减少绝对碳排放量的同时，产能却以每年20%的幅度增长。得益于分解PFC分子的热处理设备的安装，ST已经吸收了比最初计划更高的温室气体排放量，接下来，还需要找到新的可再生能源发电厂购电，优化员工出行和产品运输产生的排放。
数据显示，自2018年以来，ST实现了范围1和范围2减排40%的目标；62%的用电量来自可再生能源发电；2022年提前实现了2025年20%的能效目标；额外节省150吉瓦电能的目标完成了117吉瓦；使用的390亿升超纯水中的40%得到了循环再利用。
“目前我们给苹果等客户提供的产品已经实现了100%的可再生能源生产认证，此外为了实现2027年目标，ST一方面购买第三方的清洁能源，另外则是在工厂内部安装太阳能发电装置。”根据Champseix的介绍，通过采购风力发电、为厂区停车场安装太阳能光伏板、更换LED照明等方式，ST摩洛哥布斯库拉(Bouskoura)工厂可再生能源采购比例未来将增加至90%，而这一数字在2020年仅为1%。
关于工业垃圾，ST设置了2025年前达到95%的目标，但其实在去年就已经实现。更重要的是，零垃圾的目标正在ST深圳工厂和马来西亚卡兰巴工厂实施，进展非常顺利。
“在个人生活中，当需要买房子或投资孩子教育的时候，你要着眼未来二十年。同理，像ST这样负责任的大型跨国公司在做投资决策时，同样要有这样的长远眼光。” Champseix说，正因为如此，ST从1993年开始致力于“碳中和”事业到2027年实现，才能有充足的时间、循序渐进的技术改良，以确保不会危及自身的业务或产品价格。
结语
半导体是让世界变得更加可持续发展的关键技术，我们已经看到半导体在智慧出行、电源、可再生能源、日常智能应用中发挥重要作用。同时，挑战也随之而来：例如如何降低数据中心、云计算系统和设备的功耗。
在Champseix看来，绿色就是收益，我们改进碳足迹时，就会培育一种可持续发展的文化，同时，还有助于发展产品的碳手印。“即使现在体量很小，但绿色低碳正在推动许多新兴市场的增长，包括电动汽车、可再生能源、智慧农业等，且增速远远高于半导体市场平均增速，这是不争的事实。”他说。
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