Az okostelefonoktól a TVS -en át a szélturbinákig mindenbe beépített szilícium -chipek iránti globális kereslet virágzik, de ennek óriási költségei vannak: szén -dioxid -kibocsátás.
Az ipar paradoxont mutat. A globális éghajlati célok elérése részben a félvezetőktől függ. Az elektromos autók, a napelemek és a szélturbinák szerves részét képezik. De a forgácsgyártás is hozzájárul az éghajlati válsághoz. Sok energiát és vizet igényel - a forgácsgyárak vagy gyárak naponta több millió liter vizet használhatnak fel -, és veszélyes hulladékot termelnek.
Mivel a félvezetőipar egyre fokozottabb ellenőrzés alatt áll, elkezd foglalkozni éghajlati hatásaival. A múlt héten a TSMC, a világ [39] legnagyobb chipgyártója, amely chipeket szállít az Apple -nek, ígéretet tett arra, hogy 2050 -re elérik a nettó nulla kibocsátást. ; bővítsük zöld jelenlétünket és tegyük az ipart az alacsony szén-dioxid-kibocsátású fenntartható fejlődés felé&";
Az ágazat szén -dioxid -mentesítése azonban nagy kihívás lesz.
A Greenpeace szerint egyedül a TSMC használja fel Tajvan&39 teljes villamosenergia -termelésének közel 5 százalékát, amely 2022 -ben várhatóan 7,2 százalékra emelkedik, 2019 -ben mintegy 63 millió tonna vizet használva. A vállalat' vízhasználata vitatott témává vált Tajvan' aszálya idején.
Az Egyesült Államokban az Intel&39 hektáros gyárában, Ocotillóban, Arizában közel 15 000 tonna hulladék keletkezett az idei év első három hónapjában, ennek mintegy 60% -a veszélyes. Ezenkívül 927 millió gallon friss vizet fogyaszt, ami körülbelül 1400 olimpiai uszoda feltöltésére elegendő, és 561 millió kilowattóra energiát fogyaszt.
A forgácsgyártás, nem pedig az energiafogyasztás vagy a hardverhasználat,&"az elektronikai eszközökből származó szén -dioxid -kibocsátás nagy részét teszi ki, &"; A Harvard Egyetem kutatója, Udit Gupta és társszerzői írtak egy 2020-as dokumentumban.
Világszerte hiányzik a csúcskategóriás chipekből, mivel a járvány növeli az elektronikai termékek iránti keresletet, és a COVID-19 kitörése leállítja a műhelyeket, és az iparágra összpontosított.
A szűk piacon az autógyártók a chipsor hátsó részén találják magukat, messze lemaradva a nagyobb félvezető ügyfelektől, mint például az Apple, akik chipeket használnak az okostelefonok, laptopok és más eszközök számítási teljesítményének biztosítására. A Gm ebben a hónapban több észak -amerikai üzemében leállította a termelést, míg a Toyota közölte, hogy szeptemberben 40 százalékkal csökkenti járműgyártását.
A termelés növelése érdekében sok ország nagy programokat indít az ipar fellendítésére.
Az US Chip Act 52 milliárd dollárt javasol öt évre az amerikai félvezetőipar számára. Az Európai Unió saját jogszabályt nyújtott be, amelynek célja, hogy 2030 -ra 20 százalékra növelje részesedését a globális chippiacon. Ursula von der Leyen, az Európai Bizottság elnöke&"-nek nevezte a technológiai szuverenitás kérdését &"; az Unió állapotáról szóló címében.
Ezek a törekvések potenciálisan ellentétesek a nemzetközi éghajlati célokkal. Az Európai Unió és az Egyesült Államok célja, hogy 2030 -ra elérje a nettó nulla szén -dioxid -kibocsátást és 2050 -re a nettó nulla kibocsátást. Ahogy a félvezetőipar növekszik, úgy nő a szén -dioxid -kibocsátása is.
Azonban a befektetők és az elektronikai gyártók nyomására, akik szeretnének zöldebb ellátási láncokat jelenteni az ügyfeleknek, a félvezető üzletág fokozza az éghajlatváltozással kapcsolatos intézkedéseit.
& "; Nemrégiben' kezdtem látni, hogy a környezetre gyakorolt hatásunk teljesen előtérbe kerül, &"; - mondta Sohini Dasgupta, az On Semiconductor vezető tervezőmérnöke.
Az alapkezelők egyre inkább népszerűsítik a" zöld alapok" mivel a befektetők további kérdéseket tesznek fel a cégekkel kapcsolatban' a környezeti, társadalmi és kormányzási (ESG) hatások, mondja Mark Li, a Bernstein befektetési vállalkozás félvezető elemzője.&"; Az elmúlt három évben az ESG befektetések sokkal hangosabbak lettek, &"; mondja, hozzátéve, hogy ez végül megváltoztatja a vállalat viselkedését.
A megújuló energia nagyobb rendelkezésre állása segíti a forgácsgyártókat a szén -dioxid -kibocsátás csökkentésében. Az Intel ígéretet tett arra, hogy 2030 -ig energiáját 100 százalékban megújuló forrásokból nyeri, akárcsak a TSMC, de 2050 -ig.
Nina Kao, a TSMC szóvivője szerint az energiafogyasztás a TSMC [39] kibocsátásának 62 százalékát teszi ki. A cég tavaly aláírt egy megállapodást a dán energiával? Rsted 20 éves megállapodást írt alá? Rsted minden energiát megvesz a Tajvani -szorosban épülő 920 megawattos tengeri szélerőmű számára.
Shashi Barla, a Wood Mackenzie energetikai tanácsadó cég megújulóenergia -elemzője szerint a TSMC számára jó a megállapodás, amelyet a világ&39. legnagyobb vállalati megújulóenergia -vásárlási megállapodásának neveznek. Amellett, hogy biztosítja a tiszta villamos energiát, fizeti a nagykereskedelmi költségeket, és megszabadul az ár sokkoktól,&"; két legyet megöl egy csapásra [GG" " - mondja.
Clifton Fonstad, a Massachusetts Institute of Technology villamosmérnöki és számítástechnikai professzora szerint a TSMC [39] lépése hatással lehet az iparra, és hogy&"más gyártók is követhetik&";.
Peter Hanbury, a Bain& félvezetőgyártásának szakértője; A vállalat, a menedzsment tanácsadó cég szerint a chipgyártók a megújuló energiára való áttérés mellett javíthatják a gyáraik hatékonyságát. A forgácsüzem alapvetően&", hatalmas raktár, tiszta helyiségekkel &"; és&"; a kibocsátás csökkentésének legegyszerűbb része maga a létesítmény, &"; ő mondta.
A műszerek hatékonyabban szabályozhatják a levegő és a víz hőmérsékletét, páratartalmát és nyomását. Feloszthatják a raktárat úgy, hogy az egyik vezeték magas, a másik vezeték alacsony nyomású legyen, kevesebb energiát használva, mint az egész raktárat magas nyomás alatt tartva.
Több adatot rögzíthetnek, és gépi tanulással kikapcsolhatják az eszközöket, amikor nem használják őket - mondja Huili Grace Xing, a Cornell mérnöki professzora, aki félvezető anyagokon dolgozik.
Vannak olyan újítások is, amelyek a félvezetők gyártásához használt legmocskosabb anyagok kezelésére irányulnak. A forgácsipar különböző gázokat használ fel gyártási folyamatában, amelyek közül sok jelentős hatással van az éghajlatra.
A TSMC közölte, hogy súrolókat és egyéb létesítményeket telepített a kibocsátások kezelésére. De egy másik megközelítés a&", koszosabb &" helyettesítése; tisztább gázokat használnak a félvezetőgyártásban használt precíziós eszközök tisztítására - mondja Michael Pitloff, a Solvay Specialty Chemicals vegyészmérnöke, aki félvezető gázokon dolgozik.
Az elmúlt hat évben mintegy féltucat forgácsgyártó vásárlóval végzett ipari tesztek során Pitloff elmondta, hogy ő és csapata a piszkosabb gázt&"tisztító &" -re cserélték. fluor, amely kisebb globális felmelegedési hatással jár.
Más cégek arra törekednek, hogy a mintákat maratják az ostyákon, és megtisztítsák az ostyák felületét a gáztól - a félvezetők gyártásához használt vékony lemezanyagtól. Például az Air Liquide, a párizsi székhelyű ipari gázipari vállalat számos alternatív maratógázt javasolt, amelyek kisebb hatással vannak a globális felmelegedésre.
De a gáz cseréje kihívást jelent: ha a gyárak működésbe lépnek, bármi, ami megérinti a szilíciumlapkákat, például a maratógáz, nehezen változtatható meg, mondta Hanbury. Ez a folyamat nagy pontossággal jár. A mestereknek 100 millió tranzisztorot kell elhelyezniük bélyegméretű ostyákon, és ezt tökéletesen meg kell tenniük. Négy -öt évbe telik, amíg egy mesés ember kifejleszt egy formulát, mondta Hanbury, és&"; ha egyszer beállította, akkor alapvetően nem akarja megváltoztatni."
Egyes szakértők úgy vélik, hogy a forgácsgyártók elkezdik módosítani a folyamataikat környezetbarátabb gázok bevezetése érdekében, különösen akkor, ha a nagyvállalatok lépéseket tesznek."&"Ha a TSMC vált, biztos vagyok benne, hogy mások is &"; - mondta Fonstad. Ha a TSMC ezt nem teszi meg, akkor más gyártók megfordulhatnak és bebizonyíthatják, hogy jobbak, mint a TSMC."
A forgácsipar egyes megfigyelői számára a tisztítás iránti elhatározás valósnak tűnik. Li szerint a chipek iránti óriási kereslet csak segíteni fogja a félvezetőipart fenntartható fejlődési céljainak elérésében.
Magas a marzsuk, és sok pénzt keresnek. Tehát még akkor is, ha ezeknek a zöld szén -dioxid -kibocsátásoknak ára van, megengedhetik maguknak. És egyre több ügyfél hajlandó többet fizetni a zöldebb berendezésekért,&" - mondta.