《集成电路晶圆制造能耗限额》编制说明上海地方标准.docx

1、集成电路晶圆制造能耗限额编制说明上海地方标准上海市地方标准集成电路晶圆制造能耗限额标准编制说明一、工作简介（一）任务来源本标准任务由上海市质量技术监督局于 2017 年 7 月 28 日下达，根据沪质技监标 2017332 号文，上海市地方标准集成电路晶圆制造能耗限额列入 2017 年上海市第二批（节能减排类）地方标准制修订项目计划第34项。（二）产业基本情况集成电路产业作为国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，是培育战略性新兴产业、发展信息经济的重要支持，关乎国家核心竞争力和国家安全，其在信息技术领域的核心地位十分重要。上海集成电路产业是国内集成电路产业集聚度最高，产业链最为完整，

2、创新能力最强，综合技术水平最高的地区之一，为国内集成电路产业发展起到了引领和示范的作用。上海集成电路行业在全国率先开展集成电路制造、封装能耗限额标准的制定与实施，对稳定和提高本市集成电路制造、封装企业的运营质量，推动和引领全国集成电路制造业的节能降耗、控制成本，具有深远的意义。地方标准集成电路晶圆制造能耗限额主要适用于我市集成电路芯片制造业。我市集成电路芯片制造业 2017 年的营收总额占全行业比重约为24% ，这类企业也是集成电路行业中能耗最大的，主要包括中芯国际集成电路制造（上海）有限公司、上海华力微电子有限公司、上海华虹宏力半导体制造有限公司、台积电（中国）有限公司、上海先进半导体制造股

3、份有限公司、上海新进半导体制造有限公司等。 2010 年制定该标准时，我市集成电路芯片制造企业主要以 6 英寸、 8 英寸生产线为主，而目前我市集成电路制造生产线中， 12 英寸正在运行的有 2 条、在建的有 3 条； 8 英寸正在运行的有 8 条、在建的有 1 条， 6 英寸正在运行的有 3 条。原标准已不适用目前的情况，依据实际情况分别设置 12 英寸、 8 英寸、 6 英寸晶圆生产线的单位产品能耗限额，是本次修订标准的主要工作。随着技术水平更高、工艺更复杂的芯片不断导入生产线， 单位产品的能耗将会逐步增加，因此本标准将根据产业发展情况不断修订，不断完善。 本次修改后的能耗标准，仍将覆盖我

4、市集成电路晶圆制造业所有企业， 这些企业 2017 年晶圆生产总能耗接近 30 万吨标准煤。（三）预期的社会经济效果通过调查、测算和不断优化，确定了我市集成电路晶圆制造行业的能耗限额，一是约束了行业内各晶圆制造企业能耗管理，通过不断的技术改造和管理优化将企业总体能耗水平控制在标准允许的范围内，特别是随着企业运行、设备逐步老化，鞭策企业始终将严格执行能耗标准作为节能降耗的动力之一。二是该标准作为企业新进入晶圆制造行业的能耗技术门槛，要求企业在建立时就把采用新技术、新工艺、新方法作为初创企业必须要考虑的因素之一，提高企业的低能耗技术定位，以整体提高我市集成电路产业的节能降耗水平。总之，集成电路晶圆

5、制造能耗限额标准的制订，将推动我市集成电路晶圆制造行业的能耗管理在全国处于领先水平，实现较好的社会经济效果。（四）起草单位上海市集成电路行业协会、上海市能效中心、中芯国际集成电路制造（上海）有限公司、上海华力微电子有限公司、上海华虹宏力半导体制造有限公司、台积电（中国）有限公司、上海先进半导体制造股份有限公司、上海新进半导体制造有限公司等。（五）主要工作过程上海市集成电路行业协会接获市质技监督局下达的任务后，即着手成立集成电路晶圆制造能耗限额标准起草组，标准起草工作由上海市集成电路行业协会、上海市能效中心、中芯国际集成电路制造（上海）有限公司、上海华力微电子有限公司、上海华虹宏力半导体制造有限

6、公司、台积电（中国）有限公司等单位代表参加。2018 年 4 月 10 日，标准起草组根据沪质技监标 2017332 号文的要求，制定了标准编制工作的各阶段工作计划并召开标准起草小组第一次工作会议，就工作目标、工作程序、时间节点进行布置，并将调研任务落实至参加单位。2018 年 5 月完成主要企业的数据统计和工作组讨论稿 .2018 年 6 月上旬组织讨论完成征求意见稿并发给相关企业征求意见，并对征求意见稿进一步完善。2018 年 6 月下旬将完善后的征求意见稿发给各相关企业进行第二次征求意见，并于 2018 年 7 月 3 日召开标准起草小组第二次工作会议，就标准修订过程中数据统计、修改方案

7、、征求意见、主要问题的解决等进行了汇报讨论，形成了标准最终的修改方案。2018 年 12 月上旬，通过分析、汇总反馈意见，在此基础上，完成集成电路晶圆制造能耗限额送审稿。二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据（一）制定标准的原则1、标准编写格式按照 GB/T 1.1的要求，引用标准采用最新版本。2、制定标准的目的是规范集成电路晶圆制造企业生产、指导企业节能减排工作，标准必须适应集成电路晶圆制造行业及企业的要求， 满足行业、企业可持续发展的需要。3、标准的内容尽可能从实际应用出发，适合实际操作。（二）制定标准的主要内容标准的范围：本标准规定了集成电路晶圆制造能耗限额的术语和定义，集成电路晶圆制

8、造能耗限额的技术要求、 计算原则、计算范围及计算方法，技术与管理措施，各种能耗折算标准煤的原则。（三）确定标准主要内容的论据（地方标准的修订项目，应列出和原标准主要差异情况对比）根据 GB/T 12723-2008单位产品能源消耗限额编制通则的要求，针对 DB31/506-2010集成电路晶圆制造能耗限额 在标准制定和应用中存在的问题以及企业的现状进行了修订。1、本标准主要针对以下几方面问题进行了修改：1）原标准是 2010 年编制的，当时我市大多数集成电路制造企业都是 8英寸和 6 英寸生产线，原标准采用统一的能耗限额指标尚能兼顾两类生产线的能耗水平。目前我市集成电路制造生产线中， 12 英

9、寸正在运行的有 2条、在建的有 3 条； 8 英寸正在运行的有 8 条、在建的有 1 条， 6 英寸正在运行的有 3 条。集成电路生产线的单位能耗随着晶圆尺寸的增大显著增加，显然原标准采用统一的能耗限额指标已不适用目前我市集成电路生产线的实际情况，本次标准修改在充分调查企业现状的基础上，针对 6 英寸、8 英寸和 12 英寸三类生产线分别制订能耗限额 的限定值、准入值和先进值， 以更有针对性，也初步解决了近几年标准在执行过程中经常碰到能耗实测数据与标准差别较大的问题。2）集成电路晶圆制造单位能耗一般随着企业产能利用率的下降而增大，考虑这个因素，原标准中在计算单位能耗时引入了产能利用率修正系数。

10、在标准执行的几年中，发现当产能利用率 80%时单位产品能耗变化不大（企业生产处于景气状态） ，比较稳定，故这次将产能利用率修正系数在产能利用率80%时修改为 1，80%时修正系数随产能利用率降低逐步增大。3）在计算方法的描述中，将原标准大多数采用文字描述的情况修改为全部采用计算公式描述，但计算方法保持不变。4）力图使标准通俗易懂，在保持原意不变的情况下，调整修改了一些词句。具体修改内容详见附件 1：集成电路晶圆制造能耗限额标准修订版与旧版修改内容对照表。2、晶圆能耗限额的限定值、准入值和先进值的修改依据与结果：目前，尚未查询到集成电路晶圆制造能耗指标的国际、国家、地方标准及相关数据，本次修改晶

11、圆能耗限额的限定值、准入值和先进值无其他相关标准可以参照，主要是根据本市相关晶圆制造企业的三年实际数据，在原标准基础上适当修订制定。1）限定值的制定。主要考虑本市相关晶圆制造企业（ 6 英寸厂 2 家企业、8 英寸厂 4 家企业、 12 英寸厂 2 家企业） 2015-2017三年的能耗实际数据，以及未来几年企业晶圆产品工艺难度逐步提升导致能耗增加的因素来确定限定值。未来几年晶圆产品工艺难度的提升主要体现在 12 英寸晶圆厂，12 英寸厂 2015-2017 年主要晶圆产品为 55-40 纳米工艺， 2018-2020 年将逐步导入 28-14 纳米工艺，根据企业调查来看， 40、28、14

12、纳米的产品其工艺等级系数相对 55 纳米产品提高了 1.11、1.29、 1.86 倍，相应能耗也将增大，因此目前确定的 12 英寸晶圆能耗限额的限定值将根据未来工艺等级更高产品的导入情况适当调整。本次标准修改后，限定值相对于原标准的 1.5 千瓦时 / 平方厘米（ 6、8英寸生产线共用一个标准） ，6 英寸收紧了 33.3%，8 英寸收紧了 13.3%，12英寸无原标准对照（原标准主要针对 6-8 英寸晶圆生产厂制定） 。2）准入值和先进值的制定。原标准是将准入值和先进值合并为1.1 千瓦时 / 平方厘米，与原限定值 1.5 千瓦时 / 平方厘米减小了 26.7%。本次修改将准入值和先进值分

13、列但取值相同，原则是在修改后的限定值基础上加严20%-25%（6 英寸加严了 20%，8 英寸加严了 23.1%，12 英寸加严了 24.1%）确定准入值和先进值。本次标准修改后，准入值和先进值相对于原标准的1.1 千瓦时 / 平方厘米， 6 英寸收紧了 27.3%，8 英寸收紧了 9.1%，12 英寸无原标准对照（原标准主要针对 6、8 英寸晶圆生产厂制定的） 。修改后的集成电路晶圆制造单位能耗指标与被调查企业2015-2017 三年的实际数据比较见下表：修订后单位能耗指标（千瓦时/ 平方厘米）企业调查数据（千瓦时/ 平方厘米）分限准先产能利用率修正系数企2015 年2016年2017 年定入进类70%60%50%40% 业单位产能利单位产能利单位产能利值值值80%能耗用率能耗用率能耗用率61.00.80.8A0.99253.0%0.9767.0%0.80185.0%英B1.00571.5%寸C0.89399.0%0.96185.0%0.813100.0%8D1.22490.0%1.01498.0%1.07898.0%英1.31.01.01.01.11.21.31.4寸E0.97369.7%0.9176.5%0.70102.0%F1.10992.0%1.01196.0%1.01992.0%12G1.67944.0%1.13567.0%1.0398