硅單晶及硅片單位產(chǎn)品能源消耗限額（編制說明）

《硅單晶及其硅片單位產(chǎn)品能源消耗限額》編制說明一、標(biāo)準(zhǔn)編制背景及任務(wù)來源器都是基于半導(dǎo)體單晶硅片制成的，它支撐了整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)品市場發(fā)展。從半導(dǎo)體硅片的尺寸來看，半導(dǎo)體工業(yè)一直在不斷增加使用的硅片直徑，因?yàn)楣杵睆皆酱?，可用于制造的芯片?shù)量就越多；隨著市場對器件品質(zhì)要求的不斷提高，電壓等級也在提高，外延層厚度呈越來越厚的發(fā)展趨勢。上海市政府把半導(dǎo)體大硅片作為重點(diǎn)工作。上海硅片產(chǎn)業(yè)在半導(dǎo)體硅片寸及以下硅片（拋光片及外延片）工藝技術(shù)成熟，生產(chǎn)、供應(yīng)穩(wěn)定，具有一定規(guī)模；12英寸硅片的制造突破了關(guān)鍵核心技術(shù)，推進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)“自主可控”的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)正片規(guī)?；慨a(chǎn)，但還需提升產(chǎn)能、穩(wěn)定性，保障國內(nèi)市2020年頒布實(shí)施的地方標(biāo)準(zhǔn)《單晶硅及其硅片單位產(chǎn)品能源消耗定額》（DB31/792-2020）是在DB31／792—2014《硅單晶及其硅片單位產(chǎn)品能源消耗限額》基礎(chǔ)上修訂實(shí)施的，當(dāng)時(shí)已根據(jù)上海市半導(dǎo)體行業(yè)硅片生產(chǎn)的情況對產(chǎn)品分類、能耗值及其他相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了修訂，標(biāo)準(zhǔn)適用范圍涵蓋的硅片直徑覆蓋6英寸及以下，外延片厚度50μm以下，工藝或產(chǎn)品分類覆蓋了硅片生產(chǎn)的全工序（包括晶棒、研磨片、拋光片、外延片），為生產(chǎn)企業(yè)的能效4考核提供了依據(jù)，引導(dǎo)企業(yè)提升節(jié)能、用能水平，促進(jìn)企業(yè)加快調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、置換新型設(shè)備，為上海半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的作用。2020年以來，為適應(yīng)半導(dǎo)體行業(yè)對襯底材料的要求，滬硅企業(yè)加大了技術(shù)創(chuàng)新力度，序的分類上，與滬硅企業(yè)的現(xiàn)狀以及向大尺寸硅片發(fā)展的目標(biāo)已經(jīng)存在一些綜上，為使標(biāo)準(zhǔn)成為考核企業(yè)能源消耗和政府相關(guān)部門對該產(chǎn)品相關(guān)建設(shè)項(xiàng)目的評價(jià)科學(xué)合理的依據(jù)，和促進(jìn)企業(yè)積極節(jié)能降耗，有必要對《單晶的類型、尺寸范圍等進(jìn)行修訂，同時(shí)對能耗限額值進(jìn)行調(diào)整，以更好地發(fā)揮），晶及其硅片單位產(chǎn)品能源消耗限額》（DB31／792-2020）的修訂，上海有色金屬行業(yè)協(xié)會(huì)為第一起草單位，上海市能源本標(biāo)準(zhǔn)由上海有色金屬行業(yè)協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)起草，上海市有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、上海合晶硅材料股份有限公司、上海晶盟硅材料有限公司、上海新傲科技股份有限公司、上海新昇半導(dǎo)體科技有限公司、上海超硅半導(dǎo)體股份二、主要工作概述5通過相關(guān)檢索，目前尚未查到可比或可采標(biāo)的國際、國家及行業(yè)關(guān)于半在標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中，有如下文件應(yīng)作為主要參照或遵守的依據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)的編制要求應(yīng)符合GB/T1.1關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的通用原則、GB/T12723關(guān)于單位產(chǎn)品能源消耗限額編制的原則；綜合能耗計(jì)算原則、計(jì)算范圍和計(jì)算方法、各能耗監(jiān)測系統(tǒng)的配備和使用，參照GB17167標(biāo)準(zhǔn)的要求；能源消耗量的計(jì)量和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和節(jié)能降耗起到了一定的推進(jìn)作用。本次修訂五家企業(yè)提供的產(chǎn)品生產(chǎn)及能耗數(shù)據(jù)，經(jīng)分析后認(rèn)代表本市硅材料生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)今生產(chǎn)能源消耗情況，可作62024年4月，收到企業(yè)的調(diào)研反饋信息材料，確），3.相應(yīng)增加以上產(chǎn)品的能耗限額值；以及根據(jù)行業(yè)發(fā)展情況，調(diào)整產(chǎn)品2024年4月，形成標(biāo)準(zhǔn)草案，申請《硅單1.同意標(biāo)準(zhǔn)討論稿中設(shè)定能耗指標(biāo)的框架，即分產(chǎn)品類型、分規(guī)格設(shè)定2.標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行版（2020版）中設(shè)定的硅片（拋光片、外延片）指標(biāo)要求較高，企業(yè)在現(xiàn)有的市場環(huán)境和生產(chǎn)條件下，部分產(chǎn)品完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的能耗指標(biāo)要求存在一定的難度。經(jīng)討論，同意討論稿中修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則：提高硅4.根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，結(jié)合設(shè)定條件下的理論推算結(jié)果，設(shè)定因生產(chǎn)負(fù)三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要技術(shù)內(nèi)容確定的依據(jù)準(zhǔn)，其內(nèi)容應(yīng)符合國家和本市現(xiàn)行的方針、政策、于能源管理的相關(guān)要求；另外還應(yīng)本市半導(dǎo)體硅材業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r相協(xié)調(diào)，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，對企7本節(jié)能減排類地方標(biāo)準(zhǔn)的編制主要依據(jù)GB／T12723—2013《單位產(chǎn)品準(zhǔn)管理辦法》及相關(guān)的法律法規(guī)要求；相關(guān)的國家產(chǎn)業(yè)政策；并結(jié)合本市半《硅單晶及其硅片單位產(chǎn)品能源消耗限額》（DB31/792-2020）實(shí)施以來，規(guī)范和統(tǒng)一了現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)的能耗水平、新建項(xiàng)目的能耗準(zhǔn)入水平、能源消耗的計(jì)量、計(jì)算等方式方法，為企業(yè)能源管理水平的提升，能源消耗的考核、評估提供了技術(shù)方案和規(guī)范；對本市硅單晶及硅片生產(chǎn)企業(yè)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)布局、以及節(jié)能降耗起到了促進(jìn)和推動(dòng)作用，產(chǎn)品向配套戰(zhàn)略發(fā)展性產(chǎn)業(yè)的方向調(diào)整和發(fā)展，增強(qiáng)了企業(yè)的核心競爭能力；節(jié)能降耗直接降效考核、新建項(xiàng)目用能方案提供了依據(jù)；“節(jié)能降耗導(dǎo)向”內(nèi)容，對生產(chǎn)企業(yè)提供了節(jié)能管理和節(jié)能措施的指導(dǎo)。引導(dǎo)企業(yè)持續(xù)開展節(jié)能減排，提升裝備能級，促進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展，不斷優(yōu)化改進(jìn)生產(chǎn)工藝并加強(qiáng)工藝控制，杜絕浪費(fèi)89本市生產(chǎn)硅單晶及其硅片的企業(yè)目前主要有六家，編制組對這六家企業(yè)采用函調(diào)和實(shí)地調(diào)研的方式收集生產(chǎn)經(jīng)營和能耗信息，其中有一家企業(yè)表示不方便提供數(shù)據(jù)，并表示不參與本次標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作；其余五家企業(yè)提供了市半導(dǎo)體硅材料企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品除原有標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的產(chǎn)品外，直徑及外延表1本市硅材料企業(yè)產(chǎn)品規(guī)格與原標(biāo)準(zhǔn)納入產(chǎn)品規(guī)格范圍對比---->100μm≤50μm經(jīng)對各企業(yè)提供的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對比后，發(fā)現(xiàn)：原標(biāo)準(zhǔn)涵蓋的產(chǎn)品生中，25%的單位產(chǎn)品能耗值達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)水平；1由于本市的硅單晶及硅片生產(chǎn)企業(yè)不多，某些規(guī)格品種的產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)只有1家，多的也就2家，所以標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況無法用一般的統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行分析。編制組將收集的數(shù)據(jù)與原標(biāo)準(zhǔn)DB31／792—2020相比，可以看出原標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行情況并不理想：原標(biāo)準(zhǔn)所涵蓋規(guī)格（直徑6英寸位產(chǎn)品能耗值與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的符合情況不完全一樣：硅單晶產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的單位產(chǎn)品能耗達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的先進(jìn)值水平；拋光片與外延片的單位能耗普遍產(chǎn)品單耗低，反之就高。經(jīng)與生產(chǎn)企業(yè)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析討論，大家認(rèn)為主要影響因素是生產(chǎn)線的產(chǎn)能利用率不足，因?yàn)楣鑶尉Ъ肮杵a(chǎn)對其環(huán)境有較高的要求，在訂單不足的情況下，生產(chǎn)線開開停停，但維持生產(chǎn)環(huán)境的輔助助能耗）比較高，產(chǎn)量越低，分?jǐn)傊羻挝划a(chǎn)品的輔助能耗與直接生產(chǎn)能耗的影響，以及市場的一些不確定因素，以及部分企業(yè)正在上升期（項(xiàng)目邊建邊投），等多方面原因的影響，企業(yè)產(chǎn)能發(fā)揮不足，部分企業(yè)只發(fā)揮了設(shè)計(jì)產(chǎn)節(jié)能降耗的措施，但難以消除產(chǎn)能發(fā)揮不足的影響程度。這就造成有的企業(yè)原標(biāo)準(zhǔn)中對產(chǎn)品進(jìn)行了細(xì)分，設(shè)定了硅單晶、研磨片、拋光片、外延片四種產(chǎn)品為能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算和考核對象，經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，企業(yè)在能耗統(tǒng)計(jì)中，難以單獨(dú)對研磨片進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，而且該產(chǎn)品已不作為交易產(chǎn)品，企業(yè)沒有必要單同時(shí)，隨著本市半導(dǎo)體硅材料行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品尺寸范圍擴(kuò)大（包括硅外延片的外延層厚度為50μm以下的產(chǎn)品適用范圍與本市半導(dǎo)體硅材料行業(yè)經(jīng)充分討論，本次標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍對原標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了增減，與原標(biāo)準(zhǔn)的對表2硅單晶及其硅片產(chǎn)品分類與原標(biāo)準(zhǔn)對比---->100μm≤50μm--隨著市場對器件品質(zhì)要求的不斷提高，電壓等級也在提高，外延層厚度呈越來越厚的發(fā)展趨勢，本次修訂已將本市硅片生產(chǎn)企業(yè)的外延層厚度實(shí)際度不一樣，能耗的差距很大，所以劃分了三個(gè)外延層厚度區(qū)間，以此設(shè)置不根據(jù)本市單晶硅材料生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況，本次修訂較原標(biāo)準(zhǔn)納入的產(chǎn)根據(jù)各生產(chǎn)企業(yè)執(zhí)行原標(biāo)準(zhǔn)的情況，本次修訂提升了硅單晶產(chǎn)品的能耗的單位產(chǎn)品能耗限定值、準(zhǔn)入值與先進(jìn)值，及與原標(biāo)準(zhǔn)的對比情況如表3所表3硅單晶能耗限額修訂值與原標(biāo)準(zhǔn)對比情況產(chǎn)品分類產(chǎn)品直徑能耗單位限定值準(zhǔn)入值先進(jìn)值原標(biāo)準(zhǔn)修訂原標(biāo)準(zhǔn)修訂原標(biāo)準(zhǔn)修訂硅單晶6英寸及以下8英寸----25-23-21修訂后的硅單晶的限定值、準(zhǔn)入值和先進(jìn)值較原標(biāo)準(zhǔn)分別降低了6tce/t，4tce/t和5tce/t（指6英寸產(chǎn)品），凸顯了標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)企業(yè)節(jié)能減排的作用；同如上所述，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的三年間，原標(biāo)準(zhǔn)對拋光片、外延片產(chǎn)品設(shè)定的限定值，本市的大部分企業(yè)達(dá)標(biāo)均有一定難度。但修訂標(biāo)準(zhǔn)必須遵循不斷提高的原則，所以6英寸及以下的拋光片、6英寸及以下外延層厚度50μm以下的外延片的限定值與原標(biāo)準(zhǔn)保持一致。對新增的產(chǎn)品采用如下取值原則型產(chǎn)品，不同直徑之間的取值：以6英寸產(chǎn)品能耗限額值為基數(shù)，其余乘上表4硅片能耗限額修訂值與原標(biāo)準(zhǔn)對比情況產(chǎn)品分類規(guī)格（直徑及外延層厚度）能耗單位限定值準(zhǔn)入值先進(jìn)值原標(biāo)準(zhǔn)修訂原標(biāo)準(zhǔn)修訂原標(biāo)準(zhǔn)修訂拋光片6英寸及以下kgce/k8英寸-2670-2140-2120-6000-4800-4760外延片6英寸及kgce/k22502250210021002100209050μm<厚度-3940-3680-3660>100μm-5630-5250-52308英寸kgce/k-4000-3740-372050μm<厚度-7000-6550-6510kgce/k-9000-8400-8360如上所述，生產(chǎn)線產(chǎn)能利用程度（生產(chǎn)負(fù)荷率）對硅片的單位產(chǎn)品能耗水平影響很大，基于有些影響生產(chǎn)負(fù)荷率的因素是企業(yè)難以控制的，所以本次修訂從實(shí)際出發(fā)，為使相關(guān)政府部門在對企業(yè)進(jìn)行能源考核時(shí)扣除一些企修正系數(shù)的具體取值，采取了理論推算和實(shí)際情況相結(jié)合的方法，以生表5單位產(chǎn)品能源消耗限定值修正系數(shù)注：1.生產(chǎn)負(fù)荷率低于50%時(shí)，建議不再進(jìn)行考核；2.當(dāng)α處于兩生產(chǎn)負(fù)荷越低，統(tǒng)計(jì)計(jì)算的單位產(chǎn)品能耗值偏離實(shí)際情況越大，當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷率小于50%時(shí)，生產(chǎn)線運(yùn)行極不正常，此時(shí)計(jì)算的產(chǎn)品能耗離實(shí)際情況為了使修訂后的標(biāo)準(zhǔn)具有可操作性，編制組收集了企業(yè)實(shí)際運(yùn)行的能耗一是標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品范圍已經(jīng)完全覆蓋了本市半導(dǎo)體硅材料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品二是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的單位產(chǎn)品能耗指標(biāo)與企業(yè)實(shí)際情況為：在標(biāo)準(zhǔn)限定值指標(biāo)未修正前，9.375%企業(yè)產(chǎn)品能耗值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)水平，40.625%達(dá)到限定企業(yè)生產(chǎn)負(fù)荷率低于50%無法修正后符合標(biāo)準(zhǔn)要求。即81.25%企業(yè)的單位產(chǎn)能源消耗管理有關(guān)生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)社會(huì)管理的安全性。上海半導(dǎo)體硅材料生產(chǎn)的能源消耗較多，但目前沒有相關(guān)半導(dǎo)體硅材料的單位產(chǎn)品能源消耗走綠色發(fā)展道路，《硅單晶及其硅片單位產(chǎn)品能源消耗限額》標(biāo)準(zhǔn)的全部技術(shù)內(nèi)容均為強(qiáng)制性的。根據(jù)國家關(guān)于強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，修訂后的標(biāo)準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)適用于半導(dǎo)體級硅單晶和硅單晶片（包括拋光片、外延片，以下統(tǒng)稱“硅片”）生產(chǎn)企業(yè)單位產(chǎn)品能源消耗的計(jì)算、考核以及對新建項(xiàng)目能標(biāo)準(zhǔn)給出了硅單晶、硅單晶拋光片、硅單晶外延片等產(chǎn)品的生產(chǎn)工序流標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了現(xiàn)有硅單晶、硅單晶拋光片、硅單晶外延片三種產(chǎn)品生產(chǎn)企表6硅單晶單位產(chǎn)品能源消耗限額表7硅單晶拋光片單位產(chǎn)品能源消耗限額表8硅單晶外延片單位產(chǎn)品能源消耗限額>100μm根據(jù)本市硅材料企業(yè)實(shí)際達(dá)產(chǎn)情況，設(shè)定了不同生產(chǎn)負(fù)荷率情況下的能表9單位產(chǎn)品能源消耗限定值修正系數(shù)注：1.生產(chǎn)負(fù)荷率低于50%時(shí)，建議不再進(jìn)行考核；2.當(dāng)α處于兩依據(jù)GB／T2589—2008《綜合能耗計(jì)算通則》中的相關(guān)規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)要求企業(yè)把生產(chǎn)系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)和附屬生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)際消耗的各種能源全部規(guī)定硅單晶、硅單晶拋光片、硅單晶外延片產(chǎn)品的生產(chǎn)工序?yàn)槟芎慕y(tǒng)計(jì)明確了作為輔助材料使用的耗能工質(zhì)不計(jì)入產(chǎn)品能耗，對確屬無法分開）：等于生產(chǎn)該產(chǎn)品所消耗的各能源實(shí)物量與該能產(chǎn)量綜合能耗，等于生產(chǎn)硅單晶的全部綜合能耗/硅產(chǎn)量綜合能耗，等于該產(chǎn)品的全部綜合能耗/該對企業(yè)的節(jié)能管理和節(jié)能措施，標(biāo)準(zhǔn)給出了“節(jié)能降耗導(dǎo)向”，要求企監(jiān)測系統(tǒng)，建議實(shí)現(xiàn)能耗在線監(jiān)測與動(dòng)態(tài)分析；使用變頻節(jié)能裝置、節(jié)能型變壓器和電機(jī)，采用綠色節(jié)能環(huán)保照明，搞好無功功率補(bǔ)償；推薦安裝熱回收系統(tǒng)，回收機(jī)臺散發(fā)的熱量，建議新建項(xiàng)目直接采用帶有熱回收功能的冷水機(jī)組；通過技術(shù)創(chuàng)新，優(yōu)化改進(jìn)生產(chǎn)工藝并加強(qiáng)工藝控制，減少浪費(fèi)能源五、采用國際標(biāo)準(zhǔn)無六、與現(xiàn)行法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系（一）貫徹市委、市政府關(guān)于重點(diǎn)推進(jìn)節(jié)能減排地方標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作指示精神，進(jìn)一步落實(shí)《上海市“十四五”節(jié)能減排綜合工作實(shí)施方案》（滬（二）本次修訂遵循內(nèi)容符合國家和本市現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)，與行業(yè)發(fā)展技術(shù)水平相協(xié)調(diào)，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級的原則，關(guān)注產(chǎn)品行業(yè)及其配套行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，政府部門關(guān)于能源管理的相關(guān)要求，所以是與七、征求意見過程中重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制組在編制標(biāo)準(zhǔn)的過程中，采取事先討論，事中分析，事后總結(jié)八、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議本標(biāo)準(zhǔn)適用于半導(dǎo)體硅單晶及硅片生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品能源單耗的計(jì)算、考核以及對新建項(xiàng)目能源單耗的控制。頒布實(shí)施后，該標(biāo)準(zhǔn)作為上海市能源管理部門對生產(chǎn)企業(yè)能源消耗的考核和評估的依據(jù)，作為核準(zhǔn)新建項(xiàng)目是否準(zhǔn)入的標(biāo)準(zhǔn)。上海有色金屬行業(yè)協(xié)會(huì)將積極響應(yīng)市經(jīng)信委組織的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施和應(yīng)用工作的要求，通過節(jié)能減排和標(biāo)準(zhǔn)化工作的有關(guān)活動(dòng)，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，上海有色金屬行業(yè)協(xié)會(huì)將采取對會(huì)員單位提供標(biāo)準(zhǔn)的書面材料，通過年會(huì)、節(jié)能減排、以及有色標(biāo)委會(huì)的相關(guān)活活動(dòng)，開展宣貫標(biāo)準(zhǔn)的活動(dòng)；在不定期對半導(dǎo)體級