零廢製造中心運作與管理

1.前言

1.1 台積公司的廢棄物增長趨勢與管理對策

隨著台積公司先進製程的演進及生產工序愈發複雜，大幅增加每片晶圓生產所需使用的水、電、化學品，因此可以預期廢棄物的產出總量會持續且大幅增加。依先前調查結果^[1]，如圖1所示，每跨一個製程世代廢棄物增量至少40%。而除了製程的演進帶來的影響，近幾年產能提升同時也導致廢棄物的產出量大幅上升。根據環保署公告之統計數據，2017年台積公司貢獻全台灣有害事業廢棄物11.5%(17萬噸/144萬噸)，預估在2025年將成長至30%以上^[2]。

圖1：不同製程世代廢棄物成長趨勢

為有效減少資源大量耗用及應付委外廢棄物處理量的大幅成長，台積公司依循環經濟概念，自2010年起積極展開各項減量及資源化發展活動^[3]，「循環經濟1.0」將台積公司產生之廢棄物以委外方式讓再利用業者進行回收及再生，廢棄物不進入掩埋、焚化。2015年進入「循環經濟2.0」階段，進行「源頭減量」及「廠內再生」專案（如：廢硫酸、硫酸銨、含鈷廢液、含銅廢液、氫氟酸、矽污泥等廠內回收專案），產出具有價值之工業級產品，自用或供異業使用，2020年廠務於廠內自行回收約15萬噸廢棄物（等同廢棄物委外減少22%），雖已大幅減少廢棄物產出，但每年需委外處理的廢棄物仍持續上升，依公司產能規劃預測廢棄物產出情形，若未有更積極的作為，至2025年廢棄物委外將達100萬噸/年以上，如圖2。

圖2：TSMC廢棄物委外處理實際量與長期趨勢預估

而在廢棄物大量產生的狀況下，台灣的廢棄物處理廠家數量及處理能力並未隨著發展，未來台積公司可能面臨廢棄物無處可去的風險。為解決廢棄物處理問題，台積公司目前朝向「循環經濟3.0」發展，建立全台首座科學園區內的循環經濟專區：「台中零廢製造中心」（Taichung Zero Waste Manufacturing Center, TCZWM）。零廢中心的建立是依照「生態化工業區」的概念，於晶圓15廠附近的「環二」用地設置，將台積公司產出之廢棄物再製為電子級或工業級產品，供園區廠商或重回台積公司製程使用。零廢製造中心就近設置於晶圓廠附近有許多優勢，除可以減少資源耗用、降低原物料開採量及縮短運輸距離的碳排放，也可以有效監督廢棄物確實妥善被處理，更可以降低因台灣廢棄物處理量能不足產生的去化風險。

1.2 零廢製造中心處理項目與技術簡介

為使零廢中心之效益「廢棄物減量」最大化，因此以台積公司廢棄物占比較大之物料為再生目標進行園區項目規劃。統整台積公司廢棄物大盤如圖3所示，藍色部分為已在晶圓廠內進行再生減量（循環經濟2.0），零廢中心則進行其餘廢棄物的再生，如廢硫酸、污泥、廢溶劑、廢異丙醇，再製成電子級物料回用或再生產品販售。目前在台中零廢製造中心共規劃有含氟污泥再生、含矽污泥再生、廢混和有機溶劑熱回收、廢異丙醇再生及廢硫酸再生。

圖3：台積公司廢棄物大盤及減量策略(2030 forecast)

異丙醇在半導體製程中常使用於晶圓乾燥、清潔等用途，以往低濃度廢異丙醇主要為委外處理，透過蒸餾方式將異丙醇廢液提濃，再作為工業級異丙醇原料，而零廢中心透過3階段蒸餾（除水、共沸蒸餾及精餾）將5%低濃度廢異丙醇提濃且純化至符合台積使用之原物料規格（6N5）。有機溶劑主要用於半導體製程清洗晶圓表面的光阻劑及有機物，產生的廢液以往是透過清運廠商委外燃燒處理，零廢中心將廢混和有機溶劑燃燒後產生之高溫煙氣導進鍋爐，產生高溫蒸氣回收後供環二工廠做使用，如廢異丙醇及廢硫酸在蒸餾過程中會使用高溫蒸汽。半導體製程使用氫氟酸清洗晶圓以及使用研磨液研磨晶圓表面，其廢水在廢水處理單元中經混凝沉降後產生含氟及含矽污泥，污泥以往是委外再處理成水泥添加料或人工螢石，考慮再處理廠商處理量能及就近設置因素，因此於零廢中心規劃污泥再利用廠。硫酸的用途為去除晶圓之光阻，部分廢硫酸與廠內之氨氮廢水反應產出液態硫酸銨，或使用於廢水系統進行酸鹼中和，而零廢中心透過3階段蒸餾將廢硫酸提濃且純化至電子級硫酸回用至台積公司。零廢中心處理廢棄物技術及產品整理如表1所示。

1.3 零廢製造中心管理範疇介紹

零廢製造中心成立為以廢棄物減量為最大目標，因此在設計開發階段時就邀集各領域專業廠商共同開發再生技術，初步是期望能將廢棄物再生為有用之工業級產品，最終目的是期望能將廢棄物轉製為電子級原物料再回台積公司使用。零廢中心再生廠商須優先處理晶圓15廠產生之廢棄物，如仍有餘度則可收受中科園區其他廠家之廢棄物。考量零廢園區整體規劃及台積公司法律責任問題，台積公司與各再生廠商各別向科管局承租環二用地，用「分租線」標示區分各棟權責，由台積公司統一設置全廠區道路配置、用水、用電、排水、放流路線，並提供utility給園區廠商使用，各再生廠商於租地或建物內之道路則由各廠商自行辦理並與園區內道路連接。

2.組織架構

2.1 零廢製造中心與一般晶圓廠差異比較

零廢製造中心與台積一般晶圓廠最大的差異點為以往晶圓廠由台積獨立出資興建、獨立租地，而零廢製造中心則採用全區共同開發，以BOO(Build-Own-Operate)模式運轉，與具有廢棄物處理相關實績或是原物料供應商合作。台積及各再生廠商各別承租基地內土地，由台積進行園區整體規劃、興建及營運中央廠務工廠 (Central Utility Plant, CUP)及溶劑熱回收廠，穩定廠務系統、供應Utility，而各再生廠商則負責各棟的建造及運轉。由於零廢園區為共同使用，無法避免會需要與廠商進行溝通協調，以維持台積對廠區的規範，同時又可給予廠商自主運轉的彈性，因此台積公司會定期召開會議，除了解再生廠商實際工程進度，並期望能與各再生廠商取得在園區相關規範的共識。

2.2 零廢製造中心各再生廠房與CUP棟運轉組織介紹

零廢製造中心目前規劃有CUP及6棟再生廠房，主要由台積公司進行園區整體規劃及廠務系統供應，降低不同供應商之間對公用設施的重複投資，達到降低未來資源產品回購所需的成本，更重要的是借重廠務組織的系統設計及運轉經驗，由台積公司提供穩定及高品質的utility，讓後續資源再生的品質更穩定，有利再生物料的發展及穩定供應。台積公司在零廢製造中心的運轉人力含台積員工及代操作公司，台積員工負責各廠務系統的運轉以及園區環境的維護，代操公司負責溶劑廠的運轉及保養，而各再生廠房則依該公司組織規劃營建及運轉人力進行編制。

3.管理方案規劃

3.1 人員與車輛管理

零廢製造中心設有CUP及6座再利用廠，進駐人員含台積員工、台積承攬商及BOO廠商共同作業，由於各BOO回收廠屬於廠商空間，台積公司無法強制執行PIP管制即攜帶智慧型手機或個人電腦，在經過多次會議討論下，決議在在園區內規劃台積動線及園區行人動線，用以區分屬台積公司員工及承攬商或是BOO廠商可使用範圍，要求在台積動線或台積管轄範圍內不得使用智慧型手機及個人電腦，避免PIP外洩問題，同時保有BOO廠商自主管理的彈性。在車輛管理方面，台積員工及承攬商與晶圓廠內規定相同，須持有合法汽、機車停車證即可入內停放，而BOO廠商則是藉由發放特定數量園區停車證及造冊列管以控制入內車輛。

3.2 介面管理

零廢中心內進駐的再生廠商與台積公司是各別向科管局承租土地，而園區內的權責劃分即是由分租線來畫分，分租線內為各再生廠須自行處理及維護，而公用部分則由台積公司負責處理，然而此分界線非實體界線造成施工介面管理不易、施工運轉各項許可申請權責複雜等問題。

3.3 安全管理

於零廢中心招標時合約即寫明各再生廠商於興建及營運零廢中心作業時，須遵守台積公司管制、安全衛生環保規定、作業守則及零廢中心內之各項所有規定。於建廠初期不論是台積公司或各再生廠商皆須接受安委會的管制及稽核，並每日召開會議檢討缺失，隨著各工廠趨近完工，因此安全管理回歸至各BOO廠商自主管理。

3.4 環保管理

零廢製造中心所有廠商包含台積公司皆須遵守中科管理局對於水污染及空氣污染之管制，達管制量之廠商除須提送固定污染源設置操作及水污染防治措施計畫，並受到管理局不定期之稽核及輔導，除此之外也需定期申報空污及水污。零廢中心希望作為環保標竿，因此於設計規劃階段時即與再生廠商達成環保加嚴管控的共識，原工廠噪音管制標準為第四類，而零廢中心加嚴至第三類、水污染管制項目加嚴BOD、COD及SS，原管制標準分別為300、500及300mg/L，零廢中心加嚴至20、80及20mg/L，除此之外，由於零廢中心緊鄰民宅，為避免造成居民觀感不佳，因此於廠區周圍設置噪音及異味監控，即時掌握異常狀況以免影響周圍居民。

3.5 生產(廢棄物)管理

台中零廢製造中心目前是規劃收受晶圓15廠所產生之廢棄物，在園區內轉製為再生產品或是電子級產品回用，從晶圓15廠離開後的廢棄物總量及運送過程皆須管理，而從零廢製造中心產出的產品一樣也須受到管理，避免廢棄物受到不恰當處置。因此廢棄物清運須遵守「廢棄物清理法」，在廢棄物出廠時即申請廢棄物三聯單，清運車上皆裝有GPS定位，且不論從晶圓15廠出廠或零廢中心收受、出廠皆需在地磅站過磅，確保廢棄物遵循正確管道處理。

3.6 CUP棟公共設施服務

CUP目前屬公共使用區域為地下一樓停車場及一樓大廳、會議室及餐廳，由於CUP屬於台積公司資產，因此使用人員須持有台積工作證或園區權限。除此之外，園區內的景觀也由台積公司負責維護。

3.7 參訪接待

由於台中零廢製造中心為台積公司第一座廢棄物處理專區，於興建階段時即吸引各界注目，我們期許能透過零廢中心的創立理念，落實環保、減廢與節能的設計，提供作為全球零廢推廣示範基地。因此在CUP 2樓規劃有環境教育場所展示區，預計採預約方式接待參訪，參訪對象包含同業人士、環保人士、科管局官員或各BOO廠商客戶，設計一處約1,200坪的展示空間，內含有演講廳、展示牆、多功能展示區，展現台積對廢棄物歷年來的應對處理及未來的規劃，期望能拋磚引玉，讓更多企業一起投入。目前零廢中心於建廠階段時接待包含科管局、美國鳳凰城官員及半導體客戶，如圖4所示.

圖4：美國鳳凰城官員參訪台積零廢製造中心

4.結論與展望

因應製程不斷演進而急速成長的廢棄物量，以及產能大幅增加產生的龐大廢棄物，在資源、土地有限的台灣顯然造成了極大的負荷，並可能影響未來台積公司的發展，因此各地零廢中心的催生及成立為台積公司在廢棄物的永續處理上邁出了一大步。目前台中零廢中心於2021年啟動興建，有機溶劑廠於2023年底收受194噸；氟化鈣污泥廠於2024年5月取得再利用許可與廢清書變更，預計2024年6月收受廢棄物營運；氧化矽污泥廠於2024年3月完成試驗計畫(收受300噸)，已提交試驗結果予科管局等候審查結果；異丙醇廠2024年4月使照掛件並於6月取得使照，預計2024年10月收受廢棄物營運，2024年度預估廢棄物處理量達18,800噸。本文就零廢中心於設計規劃及未來運轉模式進行經驗分享，由於零廢中心與一般晶圓廠有所差異，因此於整體的運轉及操作上也有不同的思維，除須作為園區內廠商的建造及管理標竿，同時又必須兼顧與再生廠商的友好關係。台中零廢中心的成立除可以解決晶圓15廠廢棄物的問題，同時也將循環經濟的想法推廣給業界，藉由台積公司跨出的一步拋磚引玉，期望未來能有更多的公司投入、關心環保。