ST:不止于“芯”,半导体业如何为ESG可持续发展赋能
【导读】碳中和、环保、ESG（环境、健康和安全）已经成为社会关注的重要话题，日趋严格的法律法规令一些企业感到凌乱，担心成为利润的碎钞机；另一方面，高耗能、耗水的芯片公司要想进入绿色供应链或获得融资，良好的ESG形象势在必行。为此，这几年很多大公司设立了可持续发展方面的主管，或者公司CEO亲自兼任。一些公司也在探索ESG的路径。
—— ST分享碳足迹、碳手印、负责任产品、生态设计方法等经验
碳中和、环保、ESG（环境、健康和安全）已经成为社会关注的重要话题，日趋严格的法律法规令一些企业感到凌乱，担心成为利润的碎钞机；另一方面，高耗能、耗水的芯片公司要想进入绿色供应链或获得融资，良好的ESG形象势在必行。为此，这几年很多大公司设立了可持续发展方面的主管，或者公司CEO亲自兼任。一些公司也在探索ESG的路径。
那么，ESG的发展趋势是什么？如何平衡增长和绿色的关系？如何打造负责任的产品？不久前，EEPW/电子产品世界在线访问了半导体业的顶流——意法半导体（ST）的副总裁，可持续发展主管Jean-Louis CHAMPSEIX。
意法半导体（ST）副总裁，可持续发展主管Jean-Louis CHAMPSEIX
ST去年营收161亿美元，同比增长26.4%，在全球有十多处制造基地。该公司30年前就开始进行绿色低碳、可持续发展的探索了，被众多评级机构公认为可持续发展的先锋，如果查看不同的网站，ST在半导体行业通常排在第一名，在电子行业始终排名靠前。CHAMPSEIX所在的团队在SEMI（国际半导体产业协会）主持EHS委员会的工作。
*ESG的发展趋势
第一个发展趋势是不断扩大可持续发展原则的范围，不仅要保护气候、生物多样性或者生态，还要保护人类。例如，气候变化，生物多样性，垃圾，循环经济，污染，还有社会保障、多样性、包容性、社会心理福祉等，范围很广。
第二个发展趋势是领先企业期望加快推进ESG行动。虽然有些小企业等公司还没有真正开始行动，但有些公司已先行一步，创造了新市场、新技术，并在很多方面要求全面落实ESG。
*可持续发展是否会提高成本？
有一个秘诀与大家分享，就是向前看20年。在个人生活中，当买房子或投资子女教育的时候，要着眼于未来20年。像ST这样的负责任的大型跨国公司在做投资决策时，同样要有这样的长远眼光。
因为眼光长远，ST把一个长期项目拆分成很多短期小项目，分阶段去完成。从30年前的1993 年，ST就开始做碳中和，因此有充足的时间循序渐进地改良产品和技术，预计到 2027 年实现碳中和，而不会影响公司的整体业务或产品价格。
此外，可持续发展为ST带来了如下益处。
1.年复一年的能效提高会为下一步的投资计划提供资金支持。今天，ST已经节省了大量的电费，并用这笔节省的钱完成了剩余的碳中和目标，这属于自筹资金。正如ST的一位前首席执行官30年前常说的那样：“绿色就是收益”，可持续发展会对公司的财务产生积极的影响，改善财务损益状况。
2.吸引客户参与负责任产品研发，改善碳足迹和碳手印，抵御价格侵蚀。
3.有助于把风险降至最低，并在危机时刻，例如，能源或资源/水的供应链紧张时，为公司带来竞争优势。
4.可以改善客户关系，吸引客户与ST在可持续发展上展开合作，共同解决循环经济、水过滤和绿色工厂创新等问题。
5.当改进碳足迹时，就会培育一种可持续发展的文化；同时，还有助于发展产品的碳手印。
企业不能忽视其中任何一个方面，因为如果碳足迹非常糟糕，就不要妄想碳手印了。为此，ST监测产品的整个生命周期。绿色低碳推动许多新市场增长，例如，电动汽车、可再生能源产业、智慧农业……，即使现在这些市场的体量还不够大，但增速远远高于半导体市场的平均增速。
*实施ESG的挑战：扩大朋友圈
对于ST等在可持续发展方面表现积极的跨国公司，面临的主要挑战是发展一条完整的ESG供应链。这至关重要，因为一荣俱荣，一损俱损。因此需要教育和发展直接供应商。最大的挑战是：即使ST有数千家一级供应商，这也是比较容易做到的；但是，如果对象是一级和二级供应商，实施起来就非常复杂了。ST已经准备未来在整个供应链上游实现净零排放，这非常复杂。但是，为了减少温室气体排放，符合社会标准，实现可持续发展，ST应该这样做，并且吸引所有伙伴公司踏上这条减排之旅。
另外，作为一家负责任的企业，ST有责任在大学和媒体上教育下一代什么是利害攸关，并分享事实、成功或失败经验。这需要大量的宣传教育活动，因为在社交媒体上，人们经常会寻找非常简短的答案，而有关可持续发展的答案比较复杂。另外，尽管你自己做了一些积极的事情，但是也需要其他利益相关者付出一定的代价，因此，解释ESG行动，教育和培养供应商、应聘者或新一代青年人非常重要。
* 可持续发展包括哪些角度？
ST的可持续发展主要体现在三个方面：
1.打造可持续的技术，提供负责任的技术和产品；
2.通过可持续的方式，包括以人为本，保护环境。例如，安全第一，文化多样性，注重员工的发展，社会福祉；保护地球家园，不仅是碳中和，还有生物多样性，水消耗，水循环。在垃圾废物和循环经济方面，ST的废水回收率超过42%。
3.为所有利益相关者创造长期价值。通过执行可持续发展策略，ST既实现了财务的可持续增长，又创造了财务附加值。例如在过去两年中，ST的年营收增速超过 25%。因此，ST不仅自身业务增长，还减少了对地球的额外影响。
* 世界面临的主要挑战
当今世界主要有四大挑战。
1.城市化、移民和教育。在此，ST的半导体解决方案在智慧出行方面发挥着重要作用。
2.健康、安全、人口老龄化。与此相关，ST在医疗、安全驾驶或家庭安防以及老龄人群监护方面有很多解决方案。
3.气候变化、能源价格或污染。ST在碳足迹、碳手印/减排方面处于优势地位。
4.数字化、新法规和工作场所的变化。例如欧洲和中国等地已经或正在出台许多新法规，诸如新加坡（注：ST有前工序制造基地）政府征收碳税。
* “碳手印?碳足迹”，使绿色和发展不再矛盾
在ESG中，非常重要的一个方面是碳中和，关键词之一是碳足迹，指企业机构、活动、产品或个人通过交通运输、食品生产和消费以及各类生产过程等引起的温室气体排放的集合。
实际上，对于半导体公司，碳手印也是一种重要的减碳手段。碳手印是相对碳足迹兴起的概念，指通过应用ICT（信息与通信）技术，使能其他行业减少碳排放。
为此，可以简单得到一个等式：
碳手印?碳足迹＝碳减排量
有了碳手印，就可以通过直观的数据来展现产品或是行为的最终碳减排量，甚至是验证碳中和行为的合理性。
以ST的碳手印为例，多年来其市场增长点一直围绕智能出行、电源与能源、物联网和连接相关的应用，开发了很多技术产品和解决方案（如下图）。
● 碳化硅（SiC）。现在，当用充电桩给电动汽车充电时，SiC解决方案可以实现零电能损失。然而在过去，即使采用先进的技术，也会感到电缆发热，意味着有电能损耗，有时甚至会损失 17%-30% 的电能。有了SiC 技术，从电缆到电池的任何电子设备都不会产生任何电能损失，这为智能出行节省了可观的成本。
● VIPerPlus是一种电源管理解决方案，允许所有设备在空闲模式等情况下消耗很少的电能，可大幅降低功耗。
● MCU（微控制器）。ST有许多围绕STM32系列MCU开发的解决方案。ST的超低功耗MCU很有优势，可以放置在需要电池、无需更换电池甚至无电池（注：靠能量采集）的地方，用于监测污染状况、为智慧农业监测环境参数等。
● ToF传感器。在物联网或者智慧城市、智慧生活方面，人脸识别技术发展很快，ST的飞行时间（ToF）传感器可以节省大量的能源。例如，当用户不使用电脑时，ToF传感器可以监测到人离开，关闭 PC；还可以通过图像捕捉器检测污染。
* 真正“负责任”的产品与生态设计
当前，ESG/碳中和还处于发展状态，相关的标准、法律和法规还在制定或完善中。为此，ST积极探索。例如，2011年，ST参考最好的产品生命周期管理实践，发明了一种产品生命周期评估（LCA）方法，涵盖从原材料采购到产品开发或产品制造，再到产品使用和寿命结束在内的整个生命周期。这种环评方法是公开透明的，在互联网和可持续技术手册上公布相关信息，解释不同的标准级别。结果显示，ST的原材料采购符合所有最先进的标准。
ST 的长期目标是，到 2027 年，最可持续、最先进、最负责任的产品的收入占比将达到 33%。 “负责任产品”指可大幅削减生产能耗的产品，并且目标应用和实际应用都是负责任的绿色应用。有些产品不是真正的负责任产品，因为不是本身降低功耗，而是因为最终进入绿色应用，而成为“负责任”产品。例如将普通芯片出售给电动汽车厂商，虽然最终用于了电动汽车，被标记为负责任的产品，但是它会增加温室气体排放。
那么，2027年负责任产品营收占比提高到33%，为此，ST是否要加大相关投资、付出了很多代价？Champseix称，去年，ST拿出总营收的38%来大幅减少产品造成的温室气体排放，这是根据《欧盟分类法》的资本支出规定的。到 2022 年，ST的资本支出中会有 46% 用于产品技术研发，将大幅减少产品在整个产品生命周期内的温室气体排放。ST非常看好自己的资本支出计划，与年营收相比，可持续技术和负责任产品的资本支出占比更重要。
多年来，ST采用生态设计方法设计产品。去年ST的产品100%经过生态设计，23% 的收入来自负责任的产品。所谓的生态设计，只是一个解释在产品生命周期各个阶段所执行的全部标准的例子，确保可持续发展是朝着正确的方向前进。例如在芯片设计刚开始的时候，ST有一个供设计人员使用的系统，会询问用户是否希望大幅减少污染？因为将有机会使用一项降低污染的技术，或者有机会提高产品能效。在设计过程中，系统会检查技术选择或要运行的解决方案是否与最初的设计目标一致。
值得一提的是，这并不是指ST所做的100%是最先进的绿色解决方案。而是想表明，ST作为一家负责任的公司，在所有决策中融入了可持续发展标准。当ST购买新设备、设计新产品、选择新供应商时，ST都会有一份系统标准清单。可见，ST按部就班地将可持续发展融入公司的各项业务中。
* 哪些“碳手印”具有节能潜力
● 电动汽车。与燃油车相比，电动汽车具有巨大的减排优势，因此电动汽车市场持续增长。半导体是电动汽车的重要使能技术，因此相关元器件近几年的增长不受整个半导体市场周期性波动的影响。电动汽车的核心是电池、电机和控制器，ST不仅在车载充电器方面处于优势地位，而且在电源转换器方面也处于优势地位，特别是 DC-DC直流变压器、电驱逆变器或混动汽车的高压系统方面。
● 家庭和楼宇节能。据统计，住宅和商业照明、暖通空调和电器占总用电量的一半以上。对于洗衣机或空调等大家电，仍然有机会来大幅减少能耗，特别是在电源管理方面，可以用高效电源转换器来降低能耗；还可以用功率开关、传感器等，在需要时启动或激活设备，以实现节能目的。
● 智能化节省设备和资源。智能控制、人工智能（AI）可以将效能提升到新的水平。以洗衣机的电机控制为例，ST几年前就开始研发带AI算法的洗衣机，比模糊逻辑更先进，可将衣物称重结合先进的电机控制算法，不仅能够对水、洗涤剂的需求进行完整的分析，而且还采用了零速全转矩（ZeST）无传感器启动技术，可显著降低启动电流，从而节省实际耗电量。这些技术的采用，使每洗一次衣服节能约15%~40%。
● 电机控制。具有巨大的节能潜力。100 年来，尽管人们在汽车内燃机方面取得了长足的进步，并且不断改进。但人们并没有不断地改进电机。现在电动汽车出现后，减少电机消耗的空间变得非常大。ST为客户提供非常先进的技术来管理电机的能耗。
● 太阳能发电。是可持续能源的重要贡献者。现在太阳能电池板的制造技术取得了巨大进步，更加智能、高效，采用了先进的逆变器、电源模块和电源管理。因此，现在的太阳能系统用很少的光线就能连续发电，并且有大量功能来更好地管理发电。
● 智慧农业。尽管刚刚起步，但有利于提高农业综合生产能力。为此，ST投入资金和研发力量，推进更加负责任的农业，以提高农作物的产量。例如，提高橡胶产量，为动物提供更好的生活条件，为农场工人提供更好的工作条件等。一个教科书式的案例是智能网联割胶机器人。割胶的挑战是：是劳动密集型行业，受疫情影响，割胶工短缺；且割胶的最佳时间是凌晨2-5点，下雨天也不能割胶，此外割胶机器人的无线通信受到电源线的干扰。由于采用了STM32系列MCU和LoRa无线技术，解决了上述问题，还提高了产量，据统计，首次部署割胶系统后，产量有望提高2倍。
● 医学。有的医疗芯片不仅可以提供诊断功能，还可以远程完成分析和测试。ST有很多解决方案产品可以做到这一点，基于STM32系列MCU、存储器、传感器、放大器和连接芯片等。
* 碳足迹、碳手印是如何计算的？
产品的碳足迹指一个产品在生命周期的所有阶段产生的温室气体排放量的总和，以千克二氧化碳当量（kg CO2 eq）表示。
从2011年开始，ST对所有产品实施产品生命周期环境影响评估方法，为客户提供所售产品在从研发到出厂，甚至到使用、寿终的整个生命周期内的全面环境影响分析。
例如，以范围1排放为例，ST在每道工序自动收集所有材料的全部能耗数据，并且遵照国际标准——IPCC 2006，以统一口径评估不同温室气体对环境的影响。事实证明，ST的半导体制造工厂不排放二氧化碳，但可能排放PFC（全氟化合物）物质，这也不环保。因此，ST跟踪所有PFC，避免排放。PFC的气候影响被换算成二氧化碳，即二氧化碳当量。
ST在公司网站上已公开4万款在售产品的碳足迹详细数据，所以人们可以复核ST提供的信息，寻找产生温室气体足迹的根源在哪里，是污染还是交通运输。这里以MEMS（微机电系统）的例子来解释。MEMS 是一种对环境有积极影响的产品，例如当查看智能手表等设备时，MEMS就会唤醒系统，打开屏幕。MEMS的碳足迹非常小，因为ST正在降低所有制造过程的碳排放。每个MEMS器件的二氧化碳当量是 64 克。由于MEMS传感器的功耗非常低，在整个使用寿命内会产生 15 克二氧化碳，即使生命周期长达十几年，总体功耗也很低（如下图）。
图 MEMS传感器的碳足迹和碳手印
需要注意的是，这里实际节省的克数全是基于假设条件的测算，所有的计算方法都列举了出来，这一点非常重要，因为一块芯片可以有多种用途，测算时必须说明具体用途。这里的应用场景是一块智能手表。不过，即使该产品的碳足迹很低，也未必被标记为“负责任产品。”
再举一个飞行时间 (ToF) 传感器的例子。ToF 传感器常常被移动设备用于人脸识别。ST找到了一种几乎无排放的制造技术。每个器件的二氧化碳排放量是20 克——几乎没有碳排放。芯片本身的功耗也非常低，仅为 16 克碳当量（注：当然具体多少取决于应用）。很多时候，这块芯片用于检测用户是否在场。此处节省的数值表示芯片在整个生命周期内的二氧化碳排放量，即 55 千克二氧化碳当量。在这里可以看到该器件的优点。
图 ToF传感器的碳足迹与碳手印
另一个例子是碳化硅（SiC）。SiC 是一种制造能耗非常高的技术，需要消耗大量的电能和水，例如所用烤箱的制热能力是传统技术的十几倍，所以水电成本非常高。制造一颗 SiC 芯片将产生 22千克二氧化碳当量。由该产品的生命周期很长，假设电动汽车保修期是12年，该芯片在12年内将会产生1吨的二氧化碳当量。所以，这是一个高耗能的用例。
图：SiC电驱逆变器的碳足迹和碳手印
不过，再看看SiC的唯一替代方案——硅基IGBT技术，该技术是用于制造新能源汽车上的车载充电机（OBC）的先进技术。与IGBT技术相比，SiC的碳足迹是传统硅基技术2倍多，碳足迹的确十分可观。但是由于SiC和GaN器件的生命周期长，可超过20年，可用于长寿命的终端产品（例如汽车和工业应用等），在电动汽车的电驱逆变器模块应用中，可以节省 200 万克二氧化碳当量，可为客户、终端客户甚至地球带来巨大的积极影响。在经济上也十分划算，例如5年前电价上涨前，有一个公开的粗略估算，使用SiC给电动汽车充电12年，可以节省充电成本2000多美元。
但是SiC制造的门槛很高，其中一个原因是在整个生命周期中能耗巨大，因此在设计长生命周期的产品时，必须考虑在产品使用阶段的碳排放问题。例如一些大型跨国公司停止了 SiC 或类似技术的开发，原因是SiC的碳足迹太大，如果现在开始做，他们将无法实现碳中和。
* ST的绿色成绩单
去年ST在可持续发展方面的主要贡献如下图。
首先是从安全角度，如果ST几年前没有制定和部署安全第一的政策，今天公司将会发生 470起安全事故。实际上，ST每年只有三四十起小事故，例如有人从架子上跌落。因此，如果没有ST的预防系统和对经理的培训，以及对所有员工进行的安全警惕性培训，安全零容忍的态度，除了每年都会发生的小事故外，每年将会发生429 起事故。
如果ST不减少温室气体直排，不使用可再生能源发电，每年的温室气体直接排放量将不是100万吨二氧化碳，而是 320 万吨。因此，ST每年减少 220万吨二氧化碳排放量。更进一步，ST将在未来几年减少300万吨二氧化碳排放量，并最终实现碳中和。
通过实施水循环和节约用水计划，ST每年节省16亿升水，并避免了5.3万吨废料和工业垃圾排放。关于废料的数量，涉及所有的工业垃圾废料，包括芯片四周切下来的不能用的晶圆，ST把这部分100%回收，然后销售给汽车制造商。人们可能会被这种创造出来的循环经济系统的数量震惊到。此外，当工厂产出酸时，会售给客户和供应商。所以，ST创造了一个非常良性的经济循环，对地球的积极影响的程度是巨大的。当然，这个数字还在逐年增加。
*被埋没的超纯水制造商
半导体企业在水资源类别进入 A级是一个不小的挑战，只有少数几家半导体公司能进入了CDP（全球环境信息研究中心，原“碳披露项目”）年度全球水资源管理A级名单。ST去年被 CDP 授予了最好的用水记录，这是半导体企业有史以来最好的殊荣。CDP并没有掩盖半导体工厂使用大量水这一事实，而是认可ST解决与水相关的所有风险、水循环利用、水处理、水消耗、水过滤、水使用和送回水源的方法。当把没有循环再用的水放回到水源时，ST按照最先进的污染标准和最先进的内部污染标准控制污染物，最大限度地减少对经营所在社区的水资源影响。
那么，半导体行业耗水量很大，ST在保护水资源方面做了什么？CHAMPSEIX解释道，ST生产了390亿升超纯水。从这一点看，ST与其说是芯片制造商，不如说是超纯水制造企业。但是，这390亿升超纯水并没有被ST全部消耗掉，其实消耗的水很少。ST经常从河里或其他水源取水，然后进行提纯净化处理。其中40%的超纯水被ST循环再用，剩下的水仍然非常纯净，以某种方式排回到原取水点。
气候变化是一个全球性挑战，而水更多的是区域性问题。因此，ST邀请所有社区监督自己在哪里取水和放水。有时，社区要求ST把水放回到需要水的较小河流中，不过，ST的水纯度太高，没有生命/微生物，所以，ST还必须谨慎处理水的排放问题，不能危害生物多样性。
实际上，ST的每家工厂遇到的情况都不一样，具体情况与社区的需求有关。在意大利的卡塔尼亚、摩洛哥等地存在潜在的缺水风险。因此，ST帮助社区应对水资源短缺的风险。在其他一些存在洪水风险等情况的地方，ST请求市政当局取地表水，避免抽地下水产生城市下沉风险。还有其他一些情况，例如，ST有自己的工业水供给管道，实际上只有 40% 的水被循环利用。对于外部水供给，ST只使用再生水，例如新加坡的工厂。
图：统计截至2023年5月
随着温室气体或气候变化达到顶峰，然后开始下降，ST决定不断改进水资源的使用方式，即使ST被评为用水先进企业，仍然致力于持续改进水的消耗、回收和过滤方法。还有一点非常重要，ST吸引经营所在的所有社区都参与进来，以便更好地了解社区在水资源方面的需求。
* 从练习生到妥妥的C位，可持续发展一直铭刻在ST的商业模式和文化中
30年来，ST已经连续发布了26版可持续发展报告。早在1993年，即30年前、公司成立后的第6年，ST就开始实施环境政策。1995公布了第一个长期环境承诺，现在，这个环境政策叫“可持续发展宪章”，承诺到 2027 年实现碳中和。
ST获得了全部ISO标准化认证，当然，首当其冲的是环境认证。ST也是为数不多的不仅所有工厂，甚至整个公司的碳排放都已通过ISO 14067认证的半导体公司。2000年联合国正式发布《联合国2000年全球契约倡议》1时，ST也雄心勃勃地加入了该组织，创建了一个现在仍然非常活跃的基金会，致力于弥合数字鸿沟。ST的许多员工加入了志愿者行列，帮助社会降低数字科技引起的贫富差距。2011年，ST创建了一个非常独特的可持续技术计划，在所有产品上贴上产品生命周期标签，标记最负责任的产品。ST还与三家客户一起加入了EICC（电子行业公民联盟），该组织现更名为责任商业联盟，号召电子供应链上下游所有企业参与社会责任和环境的改善行动。
可见，ST有长期的目标承诺，内部拥有大量的专业知识，整个公司有1000多人从事可持续发展工作，并且经验丰富、技术熟练。今天，在企业治理方面，ST有一个隶属于公司监事会的可持续发展委员会。公司的高管每季度会集体审查可持续发展的工作状况，并且还参与许多转型计划，诸如碳中和、水资源保护、数据安全和包容性计划等。因此，在可持续发展中，ST高管的参与度很高。
ST不仅在半导体业的评级中屡获殊荣，在综合评级机构的评级中也出类拔萃。例如列入彭博、FTSE4Good富时和道琼斯的可持续发展指数。ST还被收入泛欧交易所的可持续发展指数，这个标准更加严格。ST是 MSCI （全球领先的投资决策支援工具和服务供应商）的ESG 3A企业，也是第一家获此殊荣的大型半导体公司。
图：ST被多个评级机构评为可持续发展先锋
* 以人为本 方得始终
在取得上述成就时，ST为自己的员工感到非常自豪。30年来，ST的全体员工积极地参与到公司可持续发展的文化创新。ST非常尊重人。当ST说以人为本时，是非常认真的。ST的观念是：安全第一，正确第二，速度第三。人和地球的安全是第一位的；ST确立了正确的方向——智能出行、电源与能源、物联网和连接；深耕于此，公司正加速发展。
ST的价值观是：为人们带来更多价值，不仅是金钱，还有福祉、安全，福利，当然，还造福我们的地球家园。总之，以某种方式让所有利益相关者获得回报。
注1：《联合国2000年全球契约倡议》：提倡企业在商业运作的同时遵守人权、劳工保护、环境和反腐败方面的10项具有普适性的责任。
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