半導體產業的另類競爭力：永續指標
2022/07/10閱讀時間約 7 分鐘
聯合國氣候變遷專門委員會(IPCC)在2022年4月公布報告，建議各國在2030年的減碳目標應達基準年碳排放量的43%。台灣在2015年7月公布的「溫室氣體減量及管理法」，是以2005年作為基準年(base year)，換言之，如果要達到IPCC的要求，台灣在2030年的碳排放量只能小於等於2005年碳排放量的57%。
經濟部對上述要求，坦言台灣做不到。我前天(7/8)參加在台大集思會議中心舉辦的2022台灣永續投資論壇活動，聽到與會的專家們說，經過仔細計算，台灣各產業如果一起認真努力進行減碳，大概能在2030年達到25%的減碳目標。
一起認真努力才能達到25%的減碳目標，遠低於IPCC要求的43%標準。經濟部說，台灣要達到IPCC訂的目標，不僅得減碳，還得減產才行。
碳排最大的來源之一是發電，而半導體製造又是非常耗電的產業。台灣由台積電帶動的半導體產能投資正如火如荼地在北中南展開，怎麼可能減產？
問題是，聯合國建議的指標訂在那裡，各國或區域組織也會參考訂定相同或更嚴格的執行標準(特別是歐盟)，台灣整體達不到標準，但個別產業或個別企業得想辦法在自己領域中達到國際標準，至少不能落後於競爭對手。
前述論壇中提到，在台灣市場發行的投資基金，已有17兆元額度強調投資標的須符合永續標準(ESG)，佔全體發行基金約37%。台塑集團此前還因為集團內多家企業被永續基金排除在投資標的外，大動作宣示全集團要在2050年全面達成淨零碳排目標！由此可知，永續指標已成為企業經營不可忽視的項目。
永續指標非常多。本文先挑出用電這個大項目，比較幾家半導體製造廠商的數據。因為廠商規模大小不同，本文儘量以比率、比例、單位率來呈現數據，以便進行比較。
再生能源使用占比及使用量
再生能源主要是由太陽能、風力、水力發電構成。我查閱多家公司的永續報告書，發現大部分企業都開始建構(例如自家廠房屋頂太陽能板)或外購再生能源，但大部分企業的再生能源使用佔比太小，不值一提。以下比較美國Intel、韓國三星和台積電的數據。
全公司生產營運據點用電量為再生能源比例：
- Intel：71%(2019), 82%(2020), 80%(2021)
- 三星：12%(2019), 13.9%(2020), 16.3%(2021)
- 台積：6.7%(2019), 7.6%(2020), 9.2%(2021)
Intel的再生能源使用占比已經超過8成，遠高於三星和台積。該公司在美國、歐洲、以色列及馬來西亞的營運(生產及銷售)據點，已100%使用再生能源。但2021年的佔比反而比2020年小幅滑落2%，該公司在2018年的佔比(71%)也比2017年(73%)小幅滑落2%，顯示再生能源的供應仍免不了會遇到一些起伏。
三星的再生能源使用占比雖然比不上Intel，但該公司在美國、歐洲及中國的營運(生產及銷售)據點，已100%使用再生能源。
台積在2021年的再生能源使用占比，比起2020年算是有明顯的增幅(2021/2020增幅為21%)。但若比較絕對數字，台積在2021年再生能源使用占比上升1.6%，和三星增加2.4%相比，只能算差強人意。台積目前已做到全球辦公室100%使用再生能源，但生產廠房部分還需要再多加油。
再生能源使用量：
- 三星：32.2 (2019), 40.3 (2020), 52.8 (2021) 單位：億度(100GWh)
- 台積：9.2 (2019), 12.3 (2020), 16.7 (2021) 單位：億度(100GWh)
三星在2021年新增再生能源使用量12.5億度，比台積新增4.4億度大上許多。看得出三星因比台積更早進行國際擴張，對永續議題更具敏感度，三星下的決心和花的手筆都值得台積尊重和警惕。(註：Intel的CSR報告書並未提供使用量的數據。)
每單位晶圓生產耗電量比較
國內的台積、聯電及世界先進這三家晶圓代工廠商的永續報告書都有提供每單位晶圓生產耗電量數據，三星、Intel及力積電都未提供。台積、聯電及世界先進提供的數據，使用的單位都不相同，為方便比較，以下均調整至聯電使用的單位(MWh/Wafer-m2)。
每單位晶圓生產耗電量(2021年)：
- 台積：19.68 MWh/Wafer-m2 (換算取得)
- 聯電：10.82 MWh/Wafer-m2 (原始數據)
- 世界先進：7.1 MWh/Wafer-m2 (原始數據調整取得)
上述數據中，聯電為永續報告書提供的原始數據；世界先進原始數據使用的單位是kWh/Wafer-cm2，調整後得到上述數據。台積的原始數據是以kWh/約當12吋晶圓光罩層 為單位，每單位產品用電量的原始數據是25.9，我在經過面積換算後，得出每光罩層的耗電量是0.36641 MWh/Wafer-m2。但台積先進製程的晶片製造會使用不只一個光罩，所以由此得出的耗電量無法反映出一個晶圓成品的完整耗電量，因此我改以台積2021年的總耗電量180.8億度及當年度約當1,300萬片12吋晶圓的總產出來計算，得出19.68 MWh/Wafer-m2這個數據。(註：此數據為換算取得，精確度還有調整空間。算式如下：19.68=18,080,000,000/13,000,000/0.070686/1,000)
從上述台積、聯電及世界先進的每單位產品生產耗電量數據可知，越先進的製程每單位產品生產耗電量越大。台積2021Q4的5奈米及7奈米產品的合計營收已佔總營收50%；聯電當季最先進的14奈米並無營收，22/28/40奈米產品的合計營收佔總營收38%；世界先進的最先進製程還停留在0.18微米。
雖然台積的每單位產品生產耗電量最大，但終端產品使用台積先進製程製造的晶片，卻最省電。所以台積用先進製程為全球製造晶片，自己成為用電大戶，卻幫全球終端用戶省電。
台灣應認真面對國際永續指標
前面提到，經濟部說台灣要達到IPCC訂的目標，不僅得減碳，還得減產才行。減碳勢在必行，也許賴得了一時、絕對賴不過2050年這個淨零大限。在達到淨零碳排前，必須逐步推進並跟上國際設定指標。一旦不符國際標準，出口廠商就可能要支付高昂的碳稅，會嚴重影響國際競爭力。
台積在台灣已經是永續的模範廠商，2020、2021兩年陸續大手筆標購風電及太陽光電再生能源，讓台灣其他企業望塵莫及。但把台積拿到世界來比，它的永續進度就不算快，在再生能源使用占比這一項就落後Intel及三星一大截。
半導體大廠高度集中設立在台灣這個小島，雖然帶來高效率並促進經濟成長，但在用電及用水上對環境造成的壓力已逐漸呈現，而台積電的新人高離職率也反映出人力資源不足的隱憂。台積和聯電這兩年陸續展開大規模的海外擴張，雖然對營運構成一些風險，卻也稍微舒緩了半導體產能過度集中台灣所帶來的問題。
大家如果回顧一下海峽對岸過去三十年來的發展，可看到許多地方為了GDP的增長而犧牲環境，到頭來不一定划算。台灣已經是矽島，但資源有限。面對未來，我們該有所取捨。簡單來說，在廠商願意積極採行永續作為並確保水、電無虞下，歡迎增產；廠商若缺乏推動永續作為的決心，或水、電供應已然不足，就要嚴肅思考經濟發展的外部成本是否值得了。
(周國華，國立屏東大學會計系副教授，2022/7/10)
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