Ülemaailmne nõudlus ränikiipide järele, mis on integreeritud kõigesse, alates nutitelefonidest kuni TVS -i ja tuuleturbiinideni, kasvab, kuid sellega kaasnevad suured kulud: süsinikuheide.
Tööstus esitab paradoksi. Ülemaailmsete kliimaeesmärkide saavutamine sõltub osaliselt pooljuhtidest. Need on elektriautode, päikesepaneelide ja tuuleturbiinide lahutamatu osa. Kuid kiibitootmine aitab kaasa ka kliimakriisile. See nõuab palju energiat ja vett - kiibitehased või -tehased saavad kasutada miljoneid galloneid vett päevas - ja tekitab ohtlikke jäätmeid.
Kuna pooljuhtide tööstus leiab üha suuremat tähelepanu, hakkab ta tegelema oma kliimamõjudega. Eelmisel nädalal lubas maailma suurim kiibitootja TSMC, kes tarnib Apple'ile kiipe, et saavutada heitkoguste netoheide aastaks 2050. TSMC' esimees ütles, et ettevõtte eesmärk on" laiendada oma rohelist kohalolekut ja suunata tööstust vähese süsinikdioksiidiheitega säästva arengu poole&".
Kuid sektori süsinikdioksiidiheite vähendamine on suur väljakutse.
Ainuüksi TSMC kasutab Greenpeace'i andmetel ligi 5 protsenti Taiwani elektrist, mis peaks 2022. aastal tõusma 7,2 protsendini, kasutades 2019. aastal umbes 63 miljonit tonni vett. Ettevõtte veekasutus muutus Taiwani põua ajal sel aastal vastuoluliseks teemaks.
USA-s tekitas Inteli&39 aakri suurune tehas Arizis Ocotillos selle aasta esimese kolme kuuga ligi 15 000 tonni jäätmeid, millest umbes 60% oli ohtlik. See tarbib ka 927 miljonit gallonit värsket vett, millest piisab umbes 1400 olümpiabasseini täitmiseks, ja tarbib 561 miljonit kilovatt -tundi energiat.
Kiipide tootmine, mitte energiatarbimine või riistvara kasutamine, moodustab suurema osa elektroonikaseadmete süsinikuheitest,&"; Kirjutas Harvardi ülikooli teadlase Udit Gupta ja kaasautorid 2020.
Ülemaailmne tipptasemel kiipide puudus, kuna pandeemia suurendab nõudlust elektroonika järele ja COVID-19 puhang sulgeb fabrid, on keskendunud tööstusele.
Tihedal turul on autotootjad sattunud kiibijärjekorra taha, jäädes kaugele maha suurematest pooljuhtklientidest nagu Apple, kes kasutavad kiipe nutitelefonide, sülearvutite ja muude seadmete arvutusvõimsuse tagamiseks. Gm peatas sel kuul mitme Põhja -Ameerika tehase tootmise, samas kui Toyota teatas, et vähendab septembris oma sõidukite tootmist 40 %.
Tootmise suurendamiseks käivitavad paljud riigid suuri programme tööstuse turgutamiseks.
USA kiibiseadus pakub USA pooljuhtitööstusele viie aasta jooksul 52 miljardit dollarit. Euroopa Liit on esitanud oma õigusaktid, mille eesmärk on suurendada oma osa ülemaailmsest kiibiturust 2030. aastaks 20 protsendini. Euroopa Komisjoni president Ursula von der Leyen nimetas seda tehnoloogilise suveräänsuse küsimuseks&"; oma liidu seisundi aadressil.
Need ambitsioonid on potentsiaalselt vastuolus rahvusvaheliste kliimaeesmärkidega. Euroopa Liidu ja Ameerika Ühendriikide eesmärk on saavutada aastaks 2030 süsinikdioksiidi heite nullheide ja aastaks 2050 nullheide. Pooltööstuse kasvades kasvab ka süsinikuheide.
Kuid investorite ja elektroonikatootjate survel, kes soovivad klientidele rohelisematest tarneahelatest teatada, on pooljuhtide äri tõhustanud oma meetmeid kliimamõju käsitlemiseks.
& "Hiljuti hakkasin ma' nägema, et meie mõju keskkonnale on täielikult esiplaanil, &"; ütles On Semiconductori peamine projekteerimisinsener Sohini Dasgupta.
Fondijuhid reklaamivad üha enam" rohelisi fonde" kui investorid esitavad ettevõtete kohta rohkem küsimusi' keskkonna-, sotsiaal- ja valitsemistava (ESG) mõju, ütleb investeerimisühingu Bernstein pooljuhtide analüütik Mark Li.&"; Viimase kolme aasta jooksul on ESG investeeringud muutunud palju häälekamaks, &"; ütleb ta ja lisab, et see muudab lõpuks ettevõtte käitumist.
Taastuvenergia suurem kättesaadavus aitab kiibitootjatel vähendada süsinikuheitmeid. Intel on lubanud saada 2030. aastaks 100 % oma energiast taastuvatest allikatest, nagu ka TSMC, kuid tähtajaga 2050.
TSMC pressiesindaja Nina Kao sõnul moodustab energiatarbimine 62 protsenti TSMC&heitkogustest. Ettevõte sõlmis eelmisel aastal lepingu Taani energiaga? Rsted on sõlminud 20-aastase lepingu alates? Rsted ostab kogu energia 920 megavatise meretuulepargi jaoks, mida see Taiwani väinas ehitab.
Tehing, mida nimetatakse maailma suurimaks ettevõtte taastuvenergia ostulepinguks, on TSMC -le kasulik, ütles Shashi Barla, energiakonsultatsiooni Wood Mackenzie taastuvenergia analüütik. Lisaks puhta elektri tagamisele tasub see hulgimüügikulusid ja vabaneb hinnašokkidest,&", tappes kaks kivi ühe hoobiga [GG" ", ütleb ta.
Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi elektrotehnika ja arvutiteaduse professor Clifton Fonstad ütles, et TSMC' liigutus võib mõjutada tööstust ja et&"teised tootjad võivad sellele eeskuju järgida&";.
Peter Hanbury, pooljuhtide tootmise ekspert ettevõttes Bain& Ettevõte, juhtimiskonsultatsioon, ütles, et kiibitootjad võiksid lisaks taastuvenergiale üleminekule parandada ka oma tootmisvõimsuse tõhusust. Kiibitehas on põhimõtteliselt" tohutu ladu, mille sees on puhtad ruumid&"; ja&"; lihtsaim osa heitkoguste vähendamiseks on rajatis ise, &"; ta ütles.
Seadmed suudavad tõhusamalt reguleerida õhu ja vee temperatuuri, niiskust ja rõhku. Nad saavad lao segmenteerida nii, et ühel liinil on kõrge rõhk ja teisel liinil madal rõhk, kulutades vähem energiat kui kogu lao kõrge rõhu all hoidmine.
Nad suudavad koguda rohkem andmeid ja kasutada masinõpet, et tööriistad välja lülitada, kui neid ei kasutata, ütleb Huili Grace Xing, Cornelli inseneriprofessor, kes töötab pooljuhtmaterjalide kallal.
Samuti on uuendusi, mille eesmärk on käsitleda pooljuhtide valmistamisel kasutatud kõige mustemaid materjale. Kiibitööstus kasutab oma tootmisprotsessis erinevaid gaase, millest paljud mõjutavad oluliselt kliimat.
TSMC ütles, et on heitmetega tegelemiseks paigaldanud puhastusseadmed ja muud rajatised. Kuid teine lähenemisviis on asendada&", mustem &"; puhtamad gaasid, mida kasutatakse pooljuhtide tootmisel kasutatavate täppistööriistade puhastamiseks, ütleb Michael Pitloff, Solvay Specialty Chemicals keemiainsener, kes töötab pooljuhtgaaside kallal.
Viimase kuue aasta jooksul läbi viidud tööstuskatsetes, kus osales umbes pool tosinat kiibitootja klienti, ütles Pitloff, et tema ja tema meeskond on määrdunud gaasi asendanud&"puhtamaks &"; fluori, millel on madalam globaalse soojenemise mõju.
Teiste ettevõtete eesmärk on söövitada vahvlitele mustreid ja puhastada vahvlite pind gaasist - pooljuhtide valmistamiseks kasutatavast õhukesest lehtmaterjalist. Näiteks Pariisis asuv tööstusgaaside ettevõte Air Liquide on välja pakkunud rea alternatiivseid söövitavaid gaase, millel on globaalsele soojenemisele väiksem mõju.
Kuid gaasi asendamine on väljakutse: kui tehased on valmis ja töötavad, on kõike, mis puudutab räniplaate, näiteks söövitavat gaasi, raske muuta, ütles Hanbury. See protsess hõlmab suurt täpsust. Fabid peavad templi suurustele vahvlitele asetama kuni 100 miljonit transistorit ja nad peavad seda suurepäraselt tegema. Vahva valemi väljatöötamiseks kulub neli kuni viis aastat, ütles Hanbury, ja&"; kui olete selle määranud, ei taha te põhimõtteliselt seda muuta."
Mõned eksperdid usuvad, et kiibitootjad hakkavad oma protsesse keskkonnasõbralikumate gaaside kasutuselevõtuks muutma, eriti kui suured ettevõtted võtavad meetmeid."&"; Kui TSMC lülitub, olen kindel, et teised teevad seda, &"; Ütles Fonstad. Kui TSMC seda ei tee, võivad teised tootjad ümber pöörata ja tõestada, et on paremad kui TSMC."
Mõnele kiibitööstuse vaatlejale tundub otsustav see puhastada tõeline. Li ütles, et praegune tohutu nõudlus kiipide järele aitab pooljuhtide tööstusel saavutada säästva arengu eesmärke.
Neil on kõrged marginaalid ja nad teenivad palju raha. Nii et isegi kui kõik need rohelise süsiniku meetmed maksavad, saavad nad seda endale lubada. Üha enam kliente on valmis rohelisema varustuse eest rohkem maksma,&", ütles ta.