中芯北方集成電路制造（北京）有限公司建設(shè)12英寸集成電路生產(chǎn)線項目位于北京市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)，廠區(qū)北鄰41#地塊，東臨文昌大道，南臨西環(huán)中路，西鄰地盛南街。用地性質(zhì)為一類工業(yè)用地，規(guī)劃用地面積113,673.7平方米，總建筑面積288,882.38平方米，此次申報面積為126,099.26平方米。生產(chǎn)產(chǎn)品為12英寸芯片,生產(chǎn)線設(shè)備主要包括：工藝制程設(shè)備、探針測試設(shè)備、可靠性測試及成品測試設(shè)備、計算機輔助設(shè)計設(shè)備等。項目建設(shè)有一條線寬45～28nm集成電路芯片生產(chǎn)線，完成12寸集成電路晶圓產(chǎn)能35,000片/月。項目于2019年9月獲得綠色工業(yè)建筑三星級運行標(biāo)識。
圖1 項目的實景照片
圖2 中芯北方三星級綠色建筑標(biāo)識證書
2綠色建筑技術(shù)措施
2.1可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)場地
項目西南緊臨西環(huán)中路、東臨文昌大道，交通便捷。項目設(shè)計中，綜合考慮風(fēng)向、朝向、工廠美觀及節(jié)約用地，根據(jù)工藝流程，將各生產(chǎn)車間及倉庫聯(lián)系起來形成聯(lián)合廠房，公用系統(tǒng)在廠區(qū)內(nèi)動力站單獨設(shè)置，緊臨生產(chǎn)廠房；項目總體規(guī)劃按照功能分區(qū)合理、生產(chǎn)工藝流程合理、物流順暢、運輸路線短捷和人流、物流分開的原則進(jìn)行總平面布置。
生產(chǎn)區(qū)產(chǎn)品通過“小天車”運送至下一環(huán)節(jié)，小天車為全自動控制，軌道設(shè)置在車間頂部，充分利用了空間，并保證了物流運輸?shù)耐〞常√燔嚨慕ㄔO(shè)規(guī)模能覆蓋整個生產(chǎn)車間，滿足生產(chǎn)工藝需求，小天車配置240輛，小天車立體貨架+懸空貨架容量可容納17002個晶圓盒。
項目倉儲使用立體貨架包括：手搖密集層板貨架30組，重型托盤貨架14組，固定式層板貨架38組。
廠區(qū)門外設(shè)有公交站點、開發(fā)區(qū)自行車租賃點、廠區(qū)內(nèi)設(shè)自行車棚、停車場等（自行車停車位共280個，滿足目前17%的員工自行車停車需求），設(shè)置員工宿舍和班車，班車用于接送員工上下班。
圖3 生產(chǎn)區(qū)域小天車圖示
項目容積率為2.332，建筑系數(shù)為63.89%，透水地面占室外場地面積的比例為30.10%，項目內(nèi)部綠地率為5.54%，本項目所有建設(shè)用地控制指標(biāo)滿足國土資源部頒布的《工業(yè)項目建設(shè)用地控制指標(biāo)》的要求。
廠區(qū)內(nèi)植物綜合考慮地區(qū)氣候因素及環(huán)境效益，具有降噪、阻擋粉塵、凈化空氣的作用，種植植物有國槐、白蠟、玉蘭、叢生丁香、叢生紫薇、連翹、紅王子錦帶等，適應(yīng)性強，水土保濕效果良好。項目廠區(qū)共種植苗木29種，共計5587株，共死亡126株，植被成活率達(dá)到97 %。
2.2 節(jié)能與能源利用
項目建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工參數(shù)滿足國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；外門、外窗的氣密性和開啟方式符合要求；生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)的建筑未采用玻璃幕墻；電力系統(tǒng)三項不平衡、功率因數(shù)和諧波治理滿足要求。建筑合理利用自然采光；人工照明符合要求；風(fēng)機、水泵采用了變頻控制；水、電、熱、氣計量符合要求，進(jìn)行了用能的分區(qū)、分類、和分項計量。
圖4 電力系統(tǒng)
潔凈室通過在MAU的第四道盤管（再熱段）降低熱水用量，再由供應(yīng)端降低新風(fēng)溫度降低潔凈室內(nèi)干冷盤管開度減小冰水用量，達(dá)到節(jié)能降耗目的，每年節(jié)約標(biāo)煤396.23tce，節(jié)約費用170.33萬元。
項目采用了溫濕度獨立控制技術(shù)，低溫冷凍水主要用于除濕，中溫冷凍水主要用于降溫，采用溫濕度獨立控制系統(tǒng)，能根據(jù)用能區(qū)域溫濕度情況分別控制，提高了能源的利用效率。采用溫濕度獨立控制技術(shù)比普通制冷系統(tǒng)要節(jié)標(biāo)煤674.02tce，節(jié)電費329.06萬元。
冬季Free cooling系統(tǒng)通過利用外界冷空氣對冷卻水進(jìn)行降溫，進(jìn)行較低溫度冷卻水對冷凍水降溫，再通過冷塔對吸收熱量的冷卻水進(jìn)行降溫，減少冰機降溫耗電。冬季共節(jié)標(biāo)煤536.56tce，節(jié)電費261.95萬元。
冷凍水的供回水溫度分別為低溫冷凍水6~12℃，中溫冷凍水12~18℃，合理的設(shè)定了冷凍水的供回水溫度；空調(diào)系統(tǒng)的劃分、送回風(fēng)方式合理并證實節(jié)能有效；公用和電氣設(shè)備設(shè)置了有效的節(jié)能調(diào)節(jié)系統(tǒng)；對制冷、空調(diào)、供暖等系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能調(diào)試，調(diào)試功能正常。
項目實施了蒸汽冷凝水余熱回收，將蒸汽冷凝水（約90℃）熱量用于原水水箱加熱；實施熱泵冰機余熱回收技術(shù)，將CYK熱泵機組串聯(lián)在熱水回水管路，原供熱系統(tǒng)保持不變，將熱水從55℃加熱到68℃替代部分蒸汽熱量，原蒸汽作為補充熱源和備用熱源。燃燒VOCs廢氣回收熱量，用于沸石轉(zhuǎn)輪中活性炭的脫附環(huán)節(jié)。
2.3 節(jié)水與水資源利用
項目生產(chǎn)給水采用市政再生水，補充使用市政自來水；生活給水采用市政自來水。非生產(chǎn)用水主要有沖廁、道路清掃、外墻清洗、綠化等均采用市政再生水為水源，沖廁采用生產(chǎn)用水回用水；廠區(qū)道路、外墻清洗用水采用雨水池收集的雨水和市政自來水作為水源，2018年雨水收集量滿足使用，未使用自來水。項目非傳統(tǒng)水源利用率為64.10%。整體水重復(fù)利用率為99.32%。工藝用水（超純水）水重復(fù)利用率為97.70%。
收集廠區(qū)雨水處理后用于該區(qū)內(nèi)車輛沖洗和綠化、道路澆灑用水、景觀水體補給及中水回用等。收集雨水下墊面面積約為113,673.7平方米。
圖5 UPW F/R節(jié)水系統(tǒng)圖示
項目使用兩項節(jié)水技術(shù)，分別為UPW F/R節(jié)水系統(tǒng)和本地洗氣塔廢水回收系統(tǒng)，如下：
UPW 經(jīng)使用可以回收部分水進(jìn)行匯集，經(jīng)過水質(zhì)檢測合格的，送回預(yù)處理水槽，不合格的排入廢水處理系統(tǒng)；F/R系統(tǒng)是回收FAB 的第一道沖洗排水, L/R系統(tǒng)是回收FAB 的最后一道沖洗排水，UPW F/R系統(tǒng)水重復(fù)利用率為68.10%；
本地洗氣塔廢水進(jìn)行回收，經(jīng)洗氣塔使用的廢水，匯入回水水箱，然后經(jīng)過多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾和陰陽離子交換處理之后，產(chǎn)水再供應(yīng)給本地洗氣塔（Local Scrubber）使用，本地洗氣塔廢水回收系統(tǒng)水重復(fù)利用率為66.28%。
2.4節(jié)材與材料資源利用
項目在建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計中預(yù)留了動力及設(shè)備的孔洞，充分考慮設(shè)備及生產(chǎn)線的高度、規(guī)模等因素，合理布置工藝及設(shè)備。
項目為廠房建筑，采用簡單裝修。在建筑設(shè)計中為動力、給水排水、暖通、電照、供電、自控、弱電等專業(yè)預(yù)留孔洞，并且土建、結(jié)構(gòu)和內(nèi)外裝修同步協(xié)同施工，減少二次施工的建筑垃圾和噪音影響，同時保證了建筑結(jié)構(gòu)的安全性。
項目建筑造型簡約，建筑形體規(guī)則，外表面突出構(gòu)件具備遮陽、導(dǎo)光、承載等功能。建設(shè)過程中使用鋼材93,196,055噸、鋼筋137,302,946.37噸，可再循環(huán)材料使用量占所用相應(yīng)建筑材料總量的75.45%。各項建材原料均來自北京本地，運輸距離小于400km。
2.5室外環(huán)境與污染物控制
中芯北方集成電路制造（北京）有限公司建設(shè)12英寸集成電路生產(chǎn)線項目產(chǎn)生的污染物主要有廢氣、廢水、噪聲和固體廢物。
廢氣包括酸性廢氣、堿性廢氣和有機廢氣三類。酸性廢氣和經(jīng)本地處理系統(tǒng)處理后的特殊性廢氣合并后經(jīng)以20%NaOH溶液為吸收劑的濕式洗滌塔處理，再排到大氣，廢氣的處理效率可達(dá)到90%。含堿廢氣經(jīng)廢氣洗滌塔處理，利用硫酸溶液作中和吸收液凈化含堿廢氣，堿性廢氣經(jīng)洗滌塔處理達(dá)標(biāo)后排入大氣。有機廢氣收集后，經(jīng)過特殊的沸石濃縮轉(zhuǎn)輪將有機溶劑廢氣濃縮后燃燒處理，處理后由樓頂排氣筒排放。所有廢氣經(jīng)處理設(shè)施處理后均達(dá)標(biāo)排放。
廢水包括生產(chǎn)廢水和生活污水兩大類。生產(chǎn)廢水包括含氨廢水、含氟廢水、研磨廢水、含銅廢水和酸堿廢水五類，生活污水主要是職工衛(wèi)生間污水、餐廳廢水等。按照水質(zhì)不同分別經(jīng)不同處理系統(tǒng)處理后通過廢水排口排入經(jīng)開污水處理廠和開發(fā)區(qū)路東區(qū)污水處理廠。
噪聲主要來源于風(fēng)機、循環(huán)水泵、冷水機組、空壓機、排氣設(shè)備、MAU等設(shè)備。噪聲源設(shè)備安裝在動力設(shè)備廠房內(nèi)，通過對室內(nèi)墻面敷設(shè)吸音材料，選用低噪聲設(shè)備，采取基礎(chǔ)減振、隔聲措施，對空壓機四周加隔音板，設(shè)減振臺基礎(chǔ)，主排風(fēng)管設(shè)消聲器，管道進(jìn)出口采用柔性軟接，靠近廠界一側(cè)設(shè)聲屏障等措施，將聲源噪聲值控制在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。
項目產(chǎn)生的固體廢物包括一般固廢和危險廢物兩類。一般固廢和危險廢物分開貯存，分別交予有資質(zhì)的單位處理，固體廢物的貯存和處置符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。工藝上蝕刻工序產(chǎn)生的廢硫酸用于廢水處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)pH值使用，回用量占回收總硫酸的比例約為32.91%。2018年廢晶圓回收利用率為78.75%。
建筑觀光環(huán)境友好，路燈采用35W太陽能路燈，沒有大功率投射燈等易產(chǎn)生光污染的照明方式。
項目運行過程中有工頻電場、高頻電磁場、X射線的產(chǎn)生，經(jīng)北京市環(huán)境保護(hù)局審查準(zhǔn)予使用V類放射源、使用Ⅲ射線裝置，并于2016年10月8日獲得輻射安全許可證。經(jīng)檢測，電磁輻射環(huán)境影響優(yōu)于國家、行業(yè)和地方現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
2.6室內(nèi)環(huán)境與職業(yè)健康
廠房內(nèi)空氣溫度、濕度、風(fēng)速設(shè)計符合《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1。該廠房相關(guān)產(chǎn)品、開發(fā)、制造所涉及的職業(yè)健康和安全管理滿足規(guī)定要求，已獲得職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證（2015年獲得OHSAS認(rèn)證，2018年轉(zhuǎn)版為ISO認(rèn)證）。中芯北方每天對生產(chǎn)廠房內(nèi)的無塵室、黃光區(qū)的溫度和濕度進(jìn)行在線監(jiān)測，溫濕度控制符合國家現(xiàn)行《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1的要求。無塵室風(fēng)速可以實現(xiàn)在線監(jiān)測，同時定期人工進(jìn)行測試，風(fēng)速運行參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
在項目可行性論證階段，進(jìn)行了職業(yè)病危害預(yù)評價，將本項目定為職業(yè)病危害較重的建設(shè)項目，并取得國家生產(chǎn)監(jiān)督管理總局批復(fù)。在初步設(shè)計階段，企業(yè)編制了《中芯北方集成電路制造（北京）有限公司建設(shè)12英寸集成電路生產(chǎn)線項目職業(yè)病防護(hù)設(shè)施設(shè)計專篇》。在項目試運行穩(wěn)定后，對本項目進(jìn)行職業(yè)病危害控制效果評價。項目在運行過程中，各項職業(yè)病危害防護(hù)措施運行正常。各崗位職業(yè)病危害因素的濃度（強度）符合國家有關(guān)職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。
項目選用低噪聲、低振動的設(shè)備，設(shè)備安裝時設(shè)置減振基礎(chǔ)和消聲裝置，采取的減振降噪技術(shù)措施符合《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求，可以達(dá)到減振降噪效果。
2.7運行管理
項目運營單位已經(jīng)獲得環(huán)境管理體系、健康安全管理體系、能源管理體系認(rèn)證證書。建立了包括能源管理、水資源管理、職業(yè)健康、安全及環(huán)境保護(hù)等相關(guān)機構(gòu)和管理部門的組織架構(gòu)。建立能源與碳排放管理體系，編制和完善必要的文件；公司設(shè)立了中芯北方（北京）節(jié)能管理委員會，每月召開節(jié)能管理推進(jìn)會議，回顧能源節(jié)約情況，解決工作中遇到的問題；遵照法規(guī)的要求，對能源管理人員、計量人員和統(tǒng)計人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。管理單位建有多種獎懲制度：對節(jié)能的提案進(jìn)行激勵制度，對浪費能源等現(xiàn)象提出持續(xù)改善制度，要求對應(yīng)部門和工作人員提出整改措施等，積極發(fā)動廣大員工多提合理化建議和改善措施，制定評分標(biāo)準(zhǔn)，由企業(yè)電子化系統(tǒng)自動評分，選取優(yōu)勝者。企業(yè)制定了職業(yè)病危害防治責(zé)任制度、職業(yè)病危害告知制度等十二項職業(yè)衛(wèi)生管理制度，制定有職業(yè)衛(wèi)生崗位操作規(guī)程。同時根據(jù)制度的要求開展了職業(yè)衛(wèi)生培訓(xùn)、職業(yè)健康檢查，發(fā)放了個人防護(hù)用品等，并建立了職業(yè)衛(wèi)生檔案及職業(yè)健康監(jiān)護(hù)檔案。公司有專職安全管理人員，設(shè)有環(huán)保安全衛(wèi)生部，負(fù)責(zé)公司職業(yè)安全、衛(wèi)生、消防、緊急應(yīng)變管理等方面的監(jiān)督、檢查，并制定規(guī)劃及整改措施，對公司全體員工進(jìn)行安全及衛(wèi)生教育、宣傳、培訓(xùn)并考核。
項目中控系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)特點設(shè)置，由多個子系統(tǒng)組成，包括電力系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、水系統(tǒng)等。主要用于廠區(qū)的高低壓電站、潔凈廠房、辦公樓、各個站房、各類庫房等部門的一級、二級、三級的能源計量和管理。建立能源信息的采集、監(jiān)測與管理平臺，使能源管理工作能達(dá)到國家先進(jìn)水平。建筑物和各類站房設(shè)施為自動控制系統(tǒng)，包含在能源管理系統(tǒng)內(nèi)。能源監(jiān)視顯示過程實時數(shù)據(jù)，表現(xiàn)表計狀態(tài)，報警信息畫面等。后端控制和顯示部分集中分布在動力站4層廠務(wù)中控室。
公用設(shè)備按照負(fù)責(zé)部門，分別制定了自己的檢修保養(yǎng)制度，制度完善，通過現(xiàn)場查看保養(yǎng)維修記錄，發(fā)現(xiàn)制度執(zhí)行情況良好，記錄完整準(zhǔn)確，設(shè)備運行無異常。
3 總結(jié)
中芯北方12英寸集成電路生產(chǎn)線項目在綠色建筑設(shè)計理念、運行效果等方面得到專家組的高度評價和認(rèn)可，項目通過開展綠色制造系統(tǒng)集成項目，使得單片晶圓產(chǎn)品平均消耗的電子級高純硫酸從13.3L降低到10.0L，降低24.81%，每年節(jié)約71.4萬升高純雙氧水，每年減少廢硫酸排放2910噸。同時經(jīng)過下游單位的無害化綠色處理，達(dá)到“廠房集約化、原料無害化、生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化”的目標(biāo)。
