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台積、日月光神隊友 它能讓半導體廢棄物變再生料

成信實業從成功大學發跡,創業卻曾陷入虧損差點解散,但是憑「垃圾變寶物」的本事,讓台積電、日月光都上門合作,更成為中科園區零廢中心的協力廠商之一,它們如何做到?

台積-日月光-循環經濟-半導體-中科園區零廢中心-廢棄物 成信能把半導體廢料中的球形二氧化矽分離出來,重新做成封裝材料。圖片來源:黃明堂攝
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台南鐵皮屋工廠中,成信實業總經理謝雅敏從太空包中,抓起一把碳黑色的邊角料,「你們想像不到,這不是塑膠,裡面90%都是二氧化矽粉。」

二氧化矽粉是球形二氧化矽的廢棄物,在封裝製程中添加二氧化矽,可以保護晶圓不受損。

這一袋袋「廢料」是從半導體封測廠日月光運來,過往都是焚燒處理掉,但現在這些黑色廢料中粒粒分明的潔白小圓球,可重新做成封裝材料,有一部份已可用在日月光製程。

把廢棄物變值錢,是成信的拿手技藝,「懂技術的人,要天馬行空地想,」謝雅敏說。

成信的創始團隊是一群成功大學博士,剛離開校園出來創業,隨著循環經濟成為顯學,不僅與日月光合作,2021年,更成為中科園區零廢中心的協力廠商,負責處理化學機械研磨混合污泥(Chemical mechanical polishing,CMP)。

成信運用技術,將極細小的二氧化矽分離出來,加入塑膠、耐火建材和塗料漆,能使材料更耐用。

「都市採礦」博士與污泥結緣

謝雅敏畢業於成大資源工程系,學的是「都市採礦」,也就是在都市廢棄物中找資源。當時這還是冷門科系,博士班畢業後,她留在成大任教。

2007年成大成立永續實驗所,謝雅敏第一個案子就是處理太陽能製程的汙泥。邊教書,邊做技轉,謝雅敏漸漸發現,比起待在學校,她更渴望用雙手實際解決問題。

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第一位創業伙伴陳皇志當時是一家太陽能晶片切削機的老闆,切片過程加入切削油,混著切剩的矽,會產生黑芝麻醬般的污泥。陳皇志代表客戶帶著資金找上謝雅敏,她於是離開校園,與陳皇志成立成亞資源。

謝雅敏的技術能將含矽廢泥製成矽碇,用於煉鋼,可取代內蒙古進口的矽鐵,價格更只有六成,順利賣進華新麗華。

燁聯、中鋼,甚至讓環保署督察大隊也找上門。沒想到,好景不常,2017年太陽能產業上游移到中國,沒有污泥,整個行業雪崩式驟減。

雖然不再有新料,但非法堆放的污泥還剩不少,因此,矽碇仍是成信目前主要產品,營收佔比約六成。

成信-台積-日月光-循環經濟-二氧化矽CMP污泥製成的石粉,不僅能加入紡織材料,還能再製成晶圓拋光液。(黃明堂攝)

捲土重來,切入半導體業

太陽能廢料不再,但包含半導體業在內,台灣其實飽受棄置污泥所苦。

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2017年,她參加國際半導體產業協會的研討活動,遇上急於為廢棄物找解方的半導體業者。那場活動上,她提出的「廢棄物體檢」概念,令半導體大廠耳目一新。

雖然半導體廠知道回收的重要性,但當年技術還停留在焚燒、掩埋等處理思維。

「我當時告訴他們,你要知道廢棄物成分是什麼,才能知道怎麼循環,」她解釋,「有毒,不代表沒價值。」

有毒但是有價值

半導體大廠都表達出合作意願,但成亞已經沒有錢了,當時畢業於成大資源工程系的現任亞太電信董事長陳鵬看到成亞,「那時候大家還不了解循環經濟是什麼,但是我聽得懂,」陳鵬說,「產業、趨勢是對的,技術也是對的。」

他協助成亞經營團隊買下所有設備、庫存、人員,重整公司,2019年,成信成立,著手幫日月光和台積電解決問題。

成信-台積-日月光-循環經濟工廠內,一袋袋邊角料被再製成二氧化矽粉。(黃明堂攝)

再生料用進塗料、建材

日月光每年上千噸固體封裝廢料,原本去處是填充進鋪路磚和拌入水泥,但附加價值都不高。

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2018年,成信研究發現封裝廢料裡含有88%球形二氧化矽,是一種精細奈米級材料,可用以保護晶圓。日本電氣化學製造的球形二氧化矽,一公斤要價最高到新台幣上千元。

日月光副理許美論說,「成信在二氧化矽純化技術,屬於較高等級,」去化能力也是重要考量,「我們害怕,如果廠商沒有去化的去向,可能有棄置的風險。成信的販賣量大於廢棄物進料量,讓我們相信他去化沒問題。」

2020年,成信與日月光正式合作,團隊將球形二氧化矽還原成一袋袋白粉。未來目標,是重新做成日月光的封裝材料,完成真正的廢料循環。

行業成功關鍵:保證完售

但是,一開始,成信卻先找上塗漆商、耐火建材商,把球形二氧化矽便宜售出,讓他們加在材料裡,讓建材、塗漆更強韌。

這些廠商收到報價時,驚訝得不得了,「你怎麼會把這種料,報這麼差的價格給我?」

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謝雅敏解釋,再生料的生意和一般不同,首要目標是確保賣得掉,因為廢棄物會源源不絕送進來,必須立即處理以免堆置,所以初期要先確保能賣掉,一邊提升產品價值,找到合適通路。

直到去年開始,日月光願意將回收材料用在晶圓封裝,每公斤單價也因此提高,這部份營收佔比三年內成長3倍、至9%,預計明年可達21%。

此外,成信還說服日月光,廢料從工廠設備排出時,就得先分類好,連清潔阿姨都要接受教育訓練,方便後端回收。

與台積合作,將半導體污泥產品化

從汙泥出發,成信在協助解決晶片研磨廢水處理也具備技術。

其做法是用物理技術過濾,讓液體重複使用,濾後汙泥送入實驗室,純化成二氧化矽粉,並確認有商業價值,接著試做出產品,這個過程就花了三年。

成信為污泥找出愈來愈多應用,處理的污泥量單位也從公斤變成噸。

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2020年,中科園區零廢中心的計劃找來成信,在園區內蓋起CMP污泥產品化工廠,預計未來每年處理一萬噸污泥,成為全世界第一座專門將CMP污泥產品化的工廠。

成信-台積-日月光-循環經濟-二氧化矽成信再製的矽粉,含有高達88%的球形二氧化矽。(黃明堂攝)

台積電表示,將透過零廢中心,「持續開發CMP污泥再製為高值化再生資源的創新技術,」零廢中心的目標,是貫徹循環經濟的精神,「將廢棄資源純化為半導體等級化學品,重回台積公司製程使用,預期取代約30%原物料開採需求,達成以綠養綠的永續目標。」

謝雅敏認為,廢棄物再生的關鍵其一,是技術與創造力,另一個關鍵是企業思維,「源頭願意配合很重要,如果他們什麼都不做,(循環經濟)層次就高不了。」

(責任編輯:宋玟蒨)

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