3月，英国谢菲尔德大学、卡迪夫大学围绕InGaN（氮化铟镓）和InGaP（磷化铟镓）半导体材料开展了地理空间全生命周期可持续性分析。研究覆盖80个国际供应链场景、11个核心国家以及2024~2050年四个时间节点，全面揭示第三代半导体供应链可持续性的时空演化规律、材料技术差异与产业布局最优方案^[1]。

一、可持续性时空演化

2024~2050年，全球化合物半导体所有供应链场景的环境影响均呈现显著下降趋势，这一改善的核心驱动因素是全球电力电网的深度脱碳以及各国/地区排放管控标准的持续升级。以InGaN在中国台湾地区的制造场景为例，其全球变暖潜值降幅达到76%。到2050年各场景的环境影响整体趋于收敛，但区域间的可持续性差异并未完全消除，能源结构对半导体产业可持续性的决定性作用贯穿整个研究周期。

二、地理布局影响

通过对80个供应链场景的对比分析，研究明确了化合物半导体制造的最优地理布局方向，英国、美国等国家和地区的制造场景可持续性表现始终处于最优水平，其中英国本土制造场景在2040~2050年间环境影响降幅达66%~70%，英美联合制造的场景也将在2050年全面跻身全球第一梯队。与之形成对比的是，中国全链条集中制造的场景，在全球变暖、海洋生态毒性、陆地酸化、水资源消耗等核心环境指标中持续处于高影响区间，即便2050年能源结构完成优化，这类配置依旧是全场景中环境负荷最高的类型。研究同时证实，跨国运输环节对供应链整体环境影响的占比不足1%，供应链可持续性的核心完全取决于制造环节所在区域的能源结构与环保管控标准。

三、产业链环境热点

随着全球电力系统的低碳化转型，化合物半导体产业链的环境热点发生了根本性转移，洁净室能源相关的环境影响占比从35%以上大幅萎缩至10%以下，外延生长、衬底制备、光刻等核心制程环节成为新的环境负荷核心。其中InGaP材料的外延生长环节，对海洋生态毒性、陆地酸化的贡献占比分别升至64.7%和38.3%，InGaN材料的衬底制备、光刻环节影响占比也分别升至28.9%和14.8%。这一结论表明，工艺技术创新与有毒前驱体的绿色替代，将成为未来降低半导体产业环境影响的核心突破口。

四、InGaN与InGaP影响差异

InGaN与InGaP两种主流化合物半导体材料的环境表现存在显著差异。InGaN凭借更简单的材料体系与更低的毒性潜力，在全球变暖、淡水生态毒性、人体毒性、土地利用等17项环境指标中均优于InGaP，更适配当下绿色制造的主流发展需求。而InGaP则存在明显的环境短板，但其卤代化学品使用量更少，平流层臭氧消耗指标大幅优于InGaN，在特定应用场景中具备技术优势。

五、供应链场景评级

研究基于18项环境指标构建了供应链可持续性评分排名体系（20分为最优水平）。其中英国制造搭配马来西亚测试封装、日本终端使用的供应链模式，在18项指标中有10项位列第一，成为全球化合物半导体可持续供应链的标杆方案。而中国全链制造场景，在18项指标中有11项垫底，是环境影响最高的供应链配置，其他中国集中制造场景同样处于排名末位梯队。

六、产业实践方向建议

研究认为，产业应优先将外延、衬底制备等高耗能制造环节回迁或近岸布局至英国、美国等低碳能源区域，依托清洁能源从源头降低全链条排放，同时聚焦外延生长、衬底制备等核心环节推进工艺革新，替代砷烷、膦烷等高毒前驱体，全面提升生产工艺能效。此外，还需加快建立镓、铟等关键矿产的回收体系与衬底循环利用机制。

（董金鑫）