现实还是科幻:我们能否回收半导体?

CAS Science Team

a close up of a computer chip

半导体对于现代社会来说是不可或缺的,它也是日常所依赖的各种技术功能正常运转的关键。 但是,随着电子产业将提升可持续性作为未来的发展方向,消费者和企业都开始关注半导体的寿命以及如何实现更环保的目标。

考虑到回收混合塑料所需的复杂性,我们意识到开发半导体回收技术是一项多么艰巨的任务。 半导体由多种材料混合制成,包括塑料、金属合金等,并含有危险化学物质。因此,半导体的每个部分都有不同的回收需求。若要实现完全的循环性,需要构建一套复杂的多工序回收基础设施。 面对这一巨大的挑战,我们如何应对? 这一领域有哪些新的增长和创新机会?

手持半导体特写

将“循环利用”理念纳入设计

要想优化半导体在寿命结束时的回收工艺,关键的第一步是在设计和制造阶段就具备前瞻性。 负责半导体开发和生产的研究人员有责任考虑产品的寿命和回收潜力。 制造商可以采用新型材料和减少有害化学物质的使用,生产更易回收、回收成本更低且更安全的半导体,从而为整个行业的可持续发展奠定基础。

为了在未来实现半导体的回收利用,研究人员采用的设计理念是,引入可持续或无毒的半导体组件替代品,如壳聚糖基光刻胶和无毒的水基显影剂。 尽管目前这些更环保的选项还无法与传统设计的同类产品竞争,但它们为未来的新型专利和设计提供了颇具吸引力的思路

进行电路板作业的机器

开发半导体回收的基础设施

除了在设计半导体时考虑到寿命,研究人员还需要对使用周期进行考量。 半导体的回收目前尚未形成一套成熟的做法实践,这为创意和创新的涌现提供了巨大的空间,并使其有望成为行业的常态。 随着《欧洲芯片法案》等全球法规开始关注半导体产业的可持续发展并鼓励回收,半导体行业必须迅速行动,建立满足这些要求所需的基础设施。

其中有两种重要方法。 首先,半导体行业需开发可持续的新技术和采用新做法来提取和回收半导体。 目前,半导体行业的生产工艺往往能耗巨大、污染严重,并与剥削性的用工制度相挂钩

其次,为了鼓励任何新回收技术的广泛采用,需要建立基础设施来收集废弃半导体,并将其运送至回收处理场所。 这为半导体制造商带来了新的机会:他们可以通过回购或收集计划将循环利用的理念纳入至其产品中,从废旧半导体中回收材料用于新产品的制造。

一组绿色计算机芯片

目前业界采取了哪些行动?

目前,业界正在尽可能地将可持续理念纳入其半导体生产工艺中。 从三星 (Samsung) 的可回收半导体托盘英飞凌 (Infineon) 计划在 2025 年前将温室气体排放量减少 70%,行业巨头们正在引领一场绿色革命,并制定了严格的改善半导体可持续性的目标。

尽管目前半导体回收在消费者群体当中尚未得到广泛重视,但它却是行业研究的前沿领域。 半导体制造商需要通过回收创新来吸引具备环保意识的消费者。同时,面对日益收紧的全球法规,回收创新将成为针对业界的强制性要求。

一只手挨着一个小芯片

半导体循环利用是否指日可待?

尽管实现半导体的回收似乎还有很长的路要走,但随着近年来回收技术和电子技术的进步,研究人员很快将在半导体的创新方面取得突破。 消费者对环保产品的需求以及围绕电子产品可持续性的全球法规将推动相关研究的持续推进。 制造商应着眼于未来,并着手投资半导体回收的研究,否则可能会在竞争中处于落后地位。 欢迎了解更多相关见解:锂离子电池回收利用的新突破、为什么光催化能释放清洁氢气,以及纳米碳管的新机遇。