超越行业基准：CF₄破坏去除效率＞99.9%
为何＞99.9% DRE 对半导体行业至关重要 —— 弥合行业基准与技术实际之间的差距
内容摘要
半导体行业面临日益增大的压力，需削减直接温室气体排放。四氟化碳（CF₄）尤为关键，其全球变暖潜能值极高且在大气中留存时间长，即便微量排放也会对气候产生显著影响。
因此，破坏去除效率（DRE）正成为一项战略性指标：行业标准区间为 95% 至 99%，而实现＞99.9% 的 DRE 可将残余排放量降低一个数量级，是实现脱碳与合规的关键抓手。
技术难点在于 CF₄本身性质稳定，只有在精准控温的热环境下才能实现高效分解。优化型燃烧 - 湿式系统是该场景下成熟可靠的解决方案。
高效治理系统可降低排放与长期成本，将废气治理从单纯的合规举措转变为战略性竞争优势。
为何 CF₄是半导体行业面临的重大气候挑战之一
半导体行业承受着越来越大的压力，需要削减制造工艺产生的直接温室气体排放。芯片制造虽然为能源转型提供诸多关键技术支撑，但半导体晶圆厂本身所使用的工艺气体，却具备极高的全球变暖潜能值（GWP）。其中，四氟化碳（CF₄）仍是最受关注的关键物质之一。
CF₄属于氟化温室气体（F‑GHGs）类别，广泛应用于刻蚀以及腔体清洗工艺。由于碳‑氟键稳定性极强，CF₄极难分解，在大气中的留存寿命可达数千年。根据半导体气候联盟（SCC）的数据，CF₄的 100 年全球变暖潜能值（GWP‑100）为 7390¹
[1] 内容引用: IPCC AR6 WGI (2021), Table 7.SM.7, Greenhouse Gas Emission Metrics.
这意味着即便极少量的 CF₄，也会对全球变暖产生不成比例的巨大影响。举例而言，排放 1 吨 CF₄，相当于排放 7390 吨二氧化碳。CF₄极高的气候影响叠加其漫长的大气留存寿命，使得高效的废气治理对于削减半导体行业的温室气体足迹至关重要。
与此同时，全球各地的监管框架正日趋严苛。半导体气候联盟（SCC）2024 年发布的白皮书 ¹ Overview of F-GHG and Nitrous Oxide Semiconductor Abatement Technologies (2024) 指出，高效温室气体治理技术的重要性日益凸显，并强调需要借助下一代技术，助力半导体行业迈向制造端净零排放。
为何销毁去除效率已成为一项战略性要素
多年以来，半导体制造领域的温室气体排放统计，一直采用保守的默认假设来估算废气治理性能。如今，行业正转向对实际销毁去除效率（DRE）开展更为精准的评估。
半导体气候联盟（SCC）白皮书将 DRE 定义为衡量治理系统销毁或去除污染物与温室气体效果的指标。该报告进一步说明，现代现场处理（POU）系统如果专门针对这类目标气体设计，可对氟化温室气体（F-GHGs）实现较高的销毁去除效率（DRE）。
当前行业讨论通常聚焦于 95% 以上的阈值（行业最低标准），或是最高目标 99% 的销毁去除效率（DRE）。然而，99% 与＞99.9% 效率之间的差距，远比表面看上去更为悬殊。
换言之，将销毁去除效率（DRE）从 99% 提升至 99.9%，可把残余排放再降低一个数量级（降至原来的十分之一）。对于 CF₄这类气体而言，该差异将直接转化为晶圆厂整个运行周期内二氧化碳当量的大幅削减。
随着半导体厂商逐步将范围 1（Scope 1）排放纳入可持续发展战略与碳核算体系，废气治理性能已不再仅仅是一项环境指标，同时也成为运营与经济层面的关键要素。范围 1 排放指企业拥有或管控的排放源产生的全部直接温室气体排放，例如工艺气体、燃料燃烧以及现场化学反应产生的排放。这类排放属于企业的直接责任范畴，会直接影响合规性、排放报告准确度以及脱碳目标的达成。
CF₄治理的技术挑战
半导体气候联盟（SCC）白皮书指出，在常用氟化温室气体（F-GHGs）中，CF₄的化学键强度位居前列。因此，要实现高效分解，必须精准控制热工条件并优化反应环境。该白皮书将燃烧洗涤系统（burn-wet systems）列为半导体工艺废气治理领域成熟度最高的技术之一。这类系统依靠燃料与氧化剂营造高温环境，实现含氟气体的分解。
该文件进一步指出，燃烧洗涤系统在专门针对氟化温室气体（F-GHG）处理进行配置时，通常可实现较高的销毁去除效率（DRE）。而先进的系统设计，正是在此环节起到决定性作用。
TILIA 如何实现＞99.9% 销毁去除效率（DRE）
DAS Environmental Experts 凭借其 TILIA 平台证明：在工业生产环境中，针对 CF₄及其他氟化温室气体实现超过 99.9% 的销毁去除效率在技术上是可行的。
核心差异点并非全新的物理原理，而是对成熟燃烧洗涤技术持续优化，使其适配高稳定性的半导体工艺气体。
现代燃烧洗涤系统会构建受控热反应区，含氟化合物在优化的燃烧条件下在此区域完成分解，副产物则在后续湿式处理阶段被去除。根据半导体气候联盟（SCC）白皮书，该方案仍是大流量半导体废气治理场景中通用性最强、效果最优的技术方案之一。
这类系统的性能高度依赖工艺专属配置、温度管控、停留时间、药剂供给以及稳定的运行控制。即便是微小偏差，也会显著影响销毁去除效率（DRE），对于 CF₄这类化合物而言尤为明显。
TILIA 通过高度优化的燃烧洗涤架构应对上述挑战，该架构专为半导体温室气体处理而设计。最终可在晶圆厂实际运行工况下，稳定实现高于 99.9% 的销毁去除效率（DRE）。
随着晶圆厂逐步推行经过验证的排放监测以及更详尽的可持续发展报告，该效率水平的重要性日益凸显。半导体气候联盟（SCC）白皮书明确强调，实际运行工况会对销毁去除效率（DRE）产生重大影响，验证测试过程中必须复刻正常生产条件。
高效治理可同时助力实现可持续发展目标与成本目标
有关半导体行业可持续发展的探讨，往往聚焦于能耗、水回用或可再生电力。然而，工艺直接排放仍是降低该行业气候影响最有力的抓手之一。
与此同时，治理效率的经济重要性正快速提升。碳定价机制日趋完善、排放法规持续收紧，加之 ESG 信息透明度要求不断提高，正在改变晶圆厂评估基础设施投资的方式。ESG 即环境、社会与治理（Environmental, Social and Governance）评价标准，用于评估企业运营的责任性与可持续性，同时影响监管预期与投资者决策。
更高的销毁去除效率（DRE）可直接降低残余温室气体排放。这既能减少企业未来面临的碳相关运营成本风险，同时助力达成长期可持续发展目标。
半导体气候联盟（SCC）白皮书同时强调，先进废气治理技术是实现全行业净零目标的关键组成部分，温室气体处理领域仍需持续创新。
从合规达标迈向技术领先
半导体行业已进入新阶段，仅达到 “够用” 水平的治理性能已无法满足要求。行业重心正从最低限度合规，转向凭借经验证的运行性能实现可量化的减排。针对 CF₄实现＞99.9% 销毁去除效率（DRE），证明先进温室气体治理不再局限于理论目标，已经成为工业现实。
对于半导体制造商而言，这从根本上改变了废气治理系统的定位。废气处理不再仅仅是晶圆厂下层辅房内的环境保障设施，而是一项战略性技术，直接助力提升可持续发展绩效、实现减排并构筑长期竞争力。
