欧洲困境：PFAS禁令与半导体行业的复苏，哪个先来？

集微网消息（文/周宇哲），据路透社报道，欧盟本周二同意了一项 430 亿欧元（470 亿美元）的半导体产业计划，以期赶上美国和亚洲并开始一场绿色工业革命。

不过，“半导体产业”与“绿色工业”真的完全不互斥吗？

2023年2月7日，欧洲化学管理署(ECHA)了公开了针对全氟和PFAS的限制草案。该限制提案的PFAS定义为至少含有一个全氟化甲基(CF3-)或亚甲基(-CF2-)碳原子(不含任何H/Cl/Br/I)的任何含氟化学物质（少数结构除外）。限制的主要原因是PFASs在环境中具有非常持久性，假如不加以限制，会对人体健康和环境产生负面影响。预计这一定义将涵盖超过10000种氟化物，将对氟化工行业及下游应用产业产生深远的影响。该草案的当前版本将成为欧洲最大的化学品禁令之一，将逐步淘汰数万种被称为PFAS的化学品，这些化学品用于生产半导体、电池、飞机和汽车。

(资料图)

什么是PFAS？对人体有哪些影响？

全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 是一种庞大的化学物质群体，其化学结构相似，由碳和氟原子组成。有超过4,000种不同的PFAS化合物，由PFAS具有独特的物理特性，例如：防水、防油脂、减少摩擦力、高热稳定性和化学稳定性，这使它们适用于广泛的不同应用。PFAS被用于众多产品和工艺，例如：耐热不粘涂层、食品包装、化妆品等等。

PFAS无法通过光降解、热降解、生物降解或其他化学手段分解，也无法在生物体内被代谢，具有很强的持久性及生物蓄积性，因此它也被称为“永远的化学品”。

暴露于PFAS已被发现与一系列潜在的健康影响有关，包括发育和生殖问题、免疫系统功能障碍、肝脏和肾脏损伤以及某些类型癌症的患病风险增加。由于PFAS在环境和人体中具有很强的持久性，因此即使长时间暴露于低浓度的PFAS也可能会有害。

近年欧洲芯片发展

欧盟于去年11月23日刚就投入超过430亿欧元发展芯片行业、扶持欧洲本土芯片供应链、减少对美国和亚洲制造商的依赖这件事达成了一致。此前，欧洲在半导体制造方面处于逐步落后的阶段：从2000年占全球产能的24%下降到今天的8%。欧洲半导体制造业主要关注成熟的微芯片技术，在先进制程方面存在感有限。由于全球范围内，唯一拥有先进制程芯片工厂的地方都在东亚，欧洲工业确实存在依赖亚洲芯片制造商的情况。

欧洲芯片“概论”

欧洲的优势：

具备一流研发机构和优秀大学，拥有部分先进的半导体技术；欧洲在运营大型芯片制造厂所需的材料和设备方面处于领先状态，欧洲公司在供应链中发挥着重要作用。

欧洲的劣势：

欧洲在全球半导体市场份额不到10%，并且严重依赖第三国供应商，供应链严重中断，工业领域（汽车或医疗）的芯片储备可能会在几周内耗尽，损失非常大。

欧盟在半导体研究、开发和创新的不同计划和行动框架内与工业界合作，加强对在半导体和量子技术领域具有市场创造创新潜力的初创企业和中小企业的支持，帮助他们成熟创新并吸引投资者。欧盟计划允许通过欧洲共同利益项目IPCEI对微电子和通信技术进行公共联合融资； 启动处理器和半导体行业联盟，汇集公司、成员国代表、学术界、用户以及研究和技术组织。

从理论上或者说理想状态下来看，芯片生产、试点和初创企业都即将得到欧盟政策支持，从芯片设计到制造再到封装测试。制造是重点，紧接着就是要加强下一代处理器和半导体技术的研发能力（尖端制造瞄准5nm工艺，逐步向2nm技术节点迈进）。

矛盾

根据欧洲化学品管理局最新发布的提案，欧盟将在很大程度上禁止生产和使用PFAS，若该禁令成真，将打击多项经济活动，并迫使企业为其产品和生产流程寻找替代品，同时该禁令还将扩大到向欧盟出口含有PFAS的产品。

PFAS的用途广泛，在电子设备、风力涡轮机、太阳能电池板、化妆品、医疗设备、工业设备和炊具上都见得到其身影，且对芯片制造而言至关重要，消息传出后，欧洲各大芯片供应商示警，若实施禁令，将对该产业造成极大干扰。Chemours是高端含氟聚合物的领先供应商，它警告说，这些化学品对于半导体制造以及广泛的其他行业“绝对至关重要”。

Chemours高级性能材料主管Denise Dignam说，“如果没有这些材料，我想不出如何运行各种半导体制造工艺。”

短时间难以找到PFAS替代品，将给产业造成巨大冲击

一位在国际机构从事环保工作的资深人士表示，欧盟持久性有机污染物(POPs)法规已将PFAS相关物质纳入清单，同时国际上已经有《斯德哥尔摩公约》约束POPs，即针对持久性有机污染物如二噁英之类的生产和使用，“PFAS是目前应用范围比较广，目前不容易减少使用量的一类化学品。不光是芯片，很多领域都需要PFAS。形成国际公约的宗旨，就是通过国际一起寻找替代物的方式，一步一步对这些物质进行减产和淘汰。”

但是，找到替代品还需要相当长的一段时间，而这段时间带给欧洲芯片制造商的打击将是毁灭性的。此前，欧洲五国发布的报告则预测电子业PFAS的使用量一年会增加10%，其中主芯片需求大增所致。如此大的增量，面对即将出台的新禁令，众多芯片厂家可以说是挨了当头一棒。

世界领先的化学品处理泵制造商Iwaki表示，由于供应短缺和成本上升，欧洲层面的限制可能导致芯片与PFAS材料“更多的中断，且可能导致价格上涨”。

随着芯片制造商在疫情期间扩大产能，一些最为关键的PFAS已供应短缺。根据半导体业界主管，用于芯片制造的关键PFAS衍生物 - PFA含氟聚合物 - 价格已在过去两年飙涨70~80%，主要是需求殷切造成短缺所致。尽管近期芯片景气不佳，这类化学品的价格料将在今年进一步上涨20%。

工厂对于PFAS废水的可行处理方案之一

“PFAS限制提案的广泛范围，威胁到半导体行业获得对生产至关重要的化学品。”欧洲半导体行业协会可持续发展和环境官员穆勒（Mathias Müller）说，“鉴于缺乏替代品，如果没有豁免，欧洲半导体行业将无法继续在欧洲制造。”

“寻找替代物需要科技创新，技术转移以及资金的支持，这部分如果全由市场来运做的话，难度会很高。”前述在国际机构从事环保工作的资深人士表示。“所以减产淘汰的计划及期限就非常重要。”他补充道，“尤其是针对发展中国家，可能会变成又一次的技术封锁，及市场准入的难度提升。变相限制发展中国家取得发展。”

停止PFAS对环境的污染同样迫在眉睫

一项大型测绘项目显示，在英国和欧洲的数千个地点发现了高浓度的被称为“永久性化学物质”的污染物，它们不会在环境中分解，在体内积聚并可能有毒。这些物质已在英国和欧洲的大约17,000个地点被发现。其中，在大约640个地点检测到PFAS的浓度超过每升1,000纳克，在300个地点检测到浓度超过10,000纳克/升。

“这种浓度引起了我的担忧，”兰开斯特大学环境化学家克里斯平哈尔索尔教授说， “你有牲畜进入这些水域的风险，而PFAS在人类食物网中。” 哈索尔说，人们“将野生动物作为食物来源，如捕鱼和野禽”也存在风险。

欧洲受PFAS污染地图

比利时是污染程度最高的国家，在3M位于法兰德斯Zwijndrecht的PFAS制造基地附近的地下水中发现PFAS浓度高达7300万纳克/升。居住在该地点15公里（10英里）以内的人们被告知不要吃在他们自家院子里下的任何鸡蛋，也不要吃自家种的蔬菜。同时，已为居住在该工厂5公里（3英里）半径范围内的70000人提供了血液测试，以寻找是否存在PFAS。

在英国，在布莱克浦上方怀尔河(River Wyre)的一家化工厂的排放物中发现了最高水平的PFAS。根据Defra环境、渔业和水产养殖科学中心的数据，已发现河流中的鱼类含有高浓度的PFAS，比目鱼中的PFAS含量高达11,000 ng/kg。

尽管地图揭示了大量检测结果，但它被认为只是冰山一角。环境署承认，已知对鱼类和其他水生生物有毒的全氟辛烷磺酸在环境中无处不在，河流中存在全氟辛烷磺酸意味着许多河流要到2039年才能达到水质标准。

在欧盟，有人提议将PFAS作为一类进行监管，而不是尝试单独处理每种物质。欧洲化学品管理局表示，如果不采取行动，未来30年内将有约440万吨PFAS最终进入公共环境中。

工厂使用PFAS是如何造成污染的

欧盟对PFAS目前采取的措施

含氟聚合物产品组(FPG)反对欧盟将所有PFAS视为一类的举措，而是主张将含氟聚合物与其他PFAS组区分开来，并分别考虑每组的不同风险状况和用途。“虽然FPG理解与大多数PFAS的潜在持久性相关的担忧，但我们认为可以通过替代限制而不是禁令来管理这种对环境的担忧，”FPG主任Nicolas Robin说。

“PFAS污染类似于塑料污染，因为这些化学物质是不可降解的，[但]在PFAS的情况下，它是看不见的，”Cousins说。“我们不断释放它们，因此环境中的水平将继续增加，环境或我们体内的PFAS水平超过对人类健康产生影响的阈值只是时间问题”，他说。

总结

自十多年前科学家们发现长链PFAS会对人体和环境造成危害以来，世界各地的制造商逐渐使用短链PFAS或其他不含氟物质对长链PFAS进行替代。但这还是远远不够的，许多替代物质仍然对人体和自然环境具有危害。 因此，欧盟这次起草全面禁止使用PFAS并不是什么新鲜事。但讽刺的地方就是前脚还在说自己要大力发展半导体行业，后脚直接给自家的半导体企业全都当头一棒。如果欧盟可以通过替代限制而不是禁令来管理这种对环境的担忧，将会比直接宣布禁令要来的有信服力得多。不过一切还未尘埃落定，在正式法案出台之前，爱集微会持续追踪最新欧盟动态，敬请期待。（校对/武守哲）

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