國立中興大學跨領域師生團隊研發出一項針對半導體廢棄物的資源再利用技術，成功將晶圓研磨廢矽泥與廠區廢酸鹼液相結合。該項創新研究不僅同步實現產氫與二氧化矽回收，更在教育部主辦的氣候變遷創意實作競賽中榮獲銅獎肯定。
這項成果由中興大學循環經濟研究學院半導體與綠色科技學程的「氫泥不染」團隊提出，由劉凡瑋老師指導，成員包含許瑜芸、吳幸潔與羅紹峰。團隊結合材料科學、廢棄物資源化與環境效益評估，展現出高度的跨領域整合能量。
整合研磨與純水系統廢料 串聯半導體廠內多重廢棄物
隨著人工智慧（AI）與高效能運算（HPC）晶片需求強勁，先進封裝技術的推廣也伴隨製造端廢棄物量的激增。晶圓在進行背面研磨及清洗過程中，會產生大量包含微細矽顆粒的含矽污泥；另一方面，晶圓廠內用於製備超純水的離子交換樹脂，在再生程序中亦會定期排出廢酸與廢鹼液。
過去產業對這類廢棄物多採用分開處置或外拋處理的方式，未能在廠內形成循環迴路。「氫泥不染」團隊則提出全新的協同反應構想，利用廢酸與廢鹼特有的化學特性作為相互反應的試劑，減少對額外商業化學品購買與消耗的依據。此設計成功將原本孤立的廢物處置流程，串接成一條資源再生鏈。
兩階段化學反應產氫與集矽 生命週期評估驗證減碳效益
在實作驗證中，研究團隊採取兩階段反應路徑：首先利用超純水系統產生的廢鹼液與矽污泥中的殘餘元素矽進行反應，產生並收集清潔的氫氣；接著將反應後含有可溶性矽化合物的液體，加入廢酸進行中和與沉澱處理，歷經分離及洗滌步驟後，順利回收非晶質結構的二氧化矽材料。
回收所得的二氧化矽能夠投入橡膠、車用輪胎與塗料等工業領域作為原料。為確保技術的永續價值，團隊導入生命週期評估（Life Cycle Assessment, LCA），範疇涵蓋原料投入、用水與電力消耗。數據顯示，比起傳統天然氣重整製氫與商業二氧化矽生產線，這套資源化製程在人體健康、生態系統以及資源消耗等指標上均顯著降低了環境衝擊。
永續觀點
這項來自學術界的研究成果，為高科技製造業的廢棄物治理帶來了務實的轉型思維。半導體產業長年面臨廢棄物處理成本高昂與供應鏈範疇三（Scope 3）碳排放的壓力，傳統上單一廢棄物流管道的處置效益有限。透過將不同製程產出的廢棄物在廠內直接互補利用，企業不僅能減少購入化學試劑的營運支出，更可降低將廢棄物外運處理的運輸碳足跡與處理風險。
對於關注綠色設計與永續供應鏈的從業者而言，本案例示範了「生命週期設計（Design for Environment）」在製程設計端的應用潛力。未來的減碳策略不應僅止於末端處理，更應在製程規劃初期即考量廢棄物流的資源轉化可能。一般大眾與關心環保的讀者也能由此看到，高科技產品背後的減碳行動，能經由跨學科的化學與材料創新，實現資源閉環運作的終極目標。
名詞與背景
先進封裝與廢矽泥（Advanced Packaging and Silicon Sludge）：為提升晶片效能與縮小體積，半導體封裝逐漸向三維堆疊與薄型化發展。在此過程中，晶圓背面研磨作業會剝離大量矽質微粒，與水混合後形成廢矽泥，若直接棄置將造成極大的資源浪費。
超純水系統廢酸鹼（Ultrapure Water System Waste Acid and Alkali）：半導體廠需使用極高純度的超純水進行晶圓清洗，水質淨化仰賴離子交換樹脂。當樹脂吸附飽和後，必須使用濃酸與濃鹼進行再生，進而產生含有殘留酸鹼度的廢液。
生命週期評估（Life Cycle Assessment, LCA）：一種 ISO 國際標準化評估工具，用於計算產品或服務從原料採集、製造、運輸、使用到廢棄棄置（即「從搖籃到墳墓」或「從搖籃到搖籃」）的全生命週期環境衝擊。透過 LCA 分析，能避免「減碳轉移」的漂綠問題，確保新技術確實具備永續效益。
常見問題
這項半導體廢棄物資源化技術主要的產出物是什麼？
該技術主要能從半導體廢矽泥與廢酸鹼中，同步回收清潔的氫氣以及可用於橡膠、塗料等工業領域的二氧化矽原料。
為何將廢酸鹼與廢矽泥結合能夠減少環境衝擊？
因為該技術直接利用廠區產生的廢酸與廢鹼作為化學反應試劑，取代了傳統上購買商業化學藥劑的需要，同時減少廢棄物外運處理與原料開採的碳排放。
生命週期評估（LCA）在此研究中扮演什麼角色？
團隊透過生命週期評估計算投入的水電與試劑，量化比較後證實該回收技術在人體健康、生態系統與資源消耗等環境指標上，均優於傳統天然氣製氫及商業二氧化矽的生產方式。