ความต้องการชิปซิลิกอนทั่วโลก ซึ่งฝังอยู่ในทุกสิ่งตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึง TVS ไปจนถึงกังหันลม กำลังเฟื่องฟู แต่ก็ต้องแลกมาด้วยต้นทุนมหาศาล นั่นคือการปล่อยคาร์บอน
อุตสาหกรรมนำเสนอความขัดแย้ง การบรรลุเป้าหมายด้านสภาพอากาศทั่วโลกจะขึ้นอยู่กับเซมิคอนดักเตอร์บางส่วน เป็นส่วนประกอบสำคัญของรถยนต์ไฟฟ้า แผงโซลาร์เซลล์ และกังหันลม แต่การผลิตชิปก็มีส่วนทำให้เกิดวิกฤตสภาพภูมิอากาศเช่นกัน ต้องใช้พลังงานและน้ำเป็นจำนวนมาก โรงงานเศษหรือโรงงานอุตสาหกรรมสามารถใช้น้ำได้หลายล้านแกลลอนต่อวัน และก่อให้เกิดของเสียอันตราย
ในขณะที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์พบว่าตัวเองอยู่ภายใต้การตรวจสอบที่เพิ่มขึ้น ก็เริ่มจัดการกับผลกระทบต่อสภาพอากาศ เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว TSMC ผู้ผลิตชิปรายใหญ่ที่สุดของโลก' ซึ่งจัดหาชิปให้กับ Apple ให้คำมั่นที่จะบรรลุการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ภายในปี 2050 ประธาน TSMC' กล่าวว่าบริษัทตั้งเป้าที่จะ" ;ขยายสถานะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของเราและขับเคลื่อนอุตสาหกรรมไปสู่การพัฒนาที่ยั่งยืนด้วยคาร์บอนต่ำ"
แต่การลดคาร์บอนในภาคส่วนนี้จะเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่
TSMC เพียงอย่างเดียวใช้ไฟฟ้าเกือบร้อยละ 5 ของไต้หวัน' ซึ่งคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 7.2 ในปี 2565 โดยใช้น้ำประมาณ 63 ล้านตันในปี 2019 ตามข้อมูลของกรีนพีซ การใช้น้ำของบริษัท' กลายเป็นประเด็นถกเถียงในช่วงภัยแล้งของไต้หวัน'
ในสหรัฐอเมริกา โรงงานขนาด 700 เอเคอร์ของ Intel's ในเมือง Ocotillo รัฐแอริโซนา สร้างขยะเกือบ 15,000 ตันในช่วงสามเดือนแรกของปีนี้ ซึ่งประมาณ 60% ของจำนวนนั้นเป็นอันตราย นอกจากนี้ยังใช้น้ำจืด 927 ล้านแกลลอน ซึ่งเพียงพอสำหรับเติมสระว่ายน้ำโอลิมปิก 1,400 สระ และใช้พลังงาน 561 ล้านกิโลวัตต์ชั่วโมง
การผลิตชิปแทนการใช้พลังงานหรือการใช้ฮาร์ดแวร์"บัญชีสำหรับการปล่อยคาร์บอนส่วนใหญ่จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์" เขียน Udit Gupta นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและผู้เขียนร่วมในบทความปี 2020
ปัญหาการขาดแคลนชิประดับไฮเอนด์ทั่วโลกเนื่องจากการระบาดใหญ่ทำให้ความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มขึ้น และการระบาดของ COVID-19 ที่ปิดตัวลง fabs ได้เพิ่มการมุ่งเน้นไปที่อุตสาหกรรม
ในตลาดที่คับแคบ ผู้ผลิตรถยนต์พบว่าตัวเองอยู่หลังคิวชิป ซึ่งอยู่ข้างหลังลูกค้าเซมิคอนดักเตอร์รายใหญ่อย่าง Apple ซึ่งใช้ชิปเพื่อจัดหาพลังประมวลผลสำหรับสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และอุปกรณ์อื่นๆ Gm หยุดการผลิตที่โรงงานหลายแห่งในอเมริกาเหนือในเดือนนี้ ขณะที่ Toyota กล่าวว่าจะลดการผลิตรถยนต์ลง 40% ในเดือนกันยายน
เพื่อเพิ่มการผลิต หลายประเทศกำลังเปิดตัวโครงการขนาดใหญ่เพื่อส่งเสริมอุตสาหกรรม
US Chip Act เสนอเงิน 52 พันล้านดอลลาร์ในระยะเวลาห้าปีสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ของสหรัฐฯ สหภาพยุโรปได้ยื่นกฎหมายของตนเองโดยมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มส่วนแบ่งตลาดชิปทั่วโลกเป็น 20 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2030 Ursula von der Leyen ประธานคณะกรรมาธิการยุโรปเรียกว่า"คำถามเกี่ยวกับอธิปไตยทางเทคโนโลยี" ในรัฐของสหภาพที่อยู่ของเธอ
ความทะเยอทะยานเหล่านี้อาจขัดแย้งกับเป้าหมายด้านสภาพอากาศระหว่างประเทศ สหภาพยุโรปและสหรัฐอเมริกาตั้งเป้าที่จะบรรลุการปล่อยคาร์บอนสุทธิเป็นศูนย์ภายในปี 2573 และการปล่อยมลพิษสุทธิเป็นศูนย์ภายในปี 2593 ในขณะที่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เติบโตขึ้น การปล่อยคาร์บอนของอุตสาหกรรมก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน
อย่างไรก็ตาม ภายใต้แรงกดดันจากนักลงทุนและผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการรายงานห่วงโซ่อุปทานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมให้แก่ลูกค้า ธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ได้เร่งดำเนินการเพื่อจัดการกับผลกระทบต่อสภาพอากาศ
& quot;เมื่อเร็ว ๆ นี้ ฉัน'เริ่มเห็นผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเราในระดับแนวหน้าแล้ว" Sohini Dasgupta วิศวกรออกแบบหลักของ On Semiconductor กล่าว
ผู้จัดการกองทุนกำลังส่งเสริม"กองทุนสีเขียว" เนื่องจากนักลงทุนถามคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับบริษัทต่างๆ' ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม สังคม และธรรมาภิบาล (ESG) Mark Li นักวิเคราะห์เซมิคอนดักเตอร์ที่ Bernstein บริษัทด้านการลงทุนกล่าว"ในช่วงสามปีที่ผ่านมา การลงทุนของ ESG ได้กลายเป็นประเด็นสำคัญมากขึ้น" เขากล่าวเสริมว่าในที่สุดสิ่งนี้จะเปลี่ยนวิธีปฏิบัติของบริษัท
ความพร้อมของพลังงานหมุนเวียนที่มากขึ้นช่วยให้ผู้ผลิตชิปลดการปล่อยคาร์บอน Intel ให้คำมั่นว่าจะได้รับพลังงาน 100 เปอร์เซ็นต์จากแหล่งพลังงานหมุนเวียนภายในปี 2030 เช่นเดียวกับ TSMC แต่มีกำหนดส่งภายในปี 2050
การใช้พลังงานคิดเป็น 62 เปอร์เซ็นต์ของการปล่อย TSMC' ตามโฆษกหญิงของ TSMC Nina Kao ปีที่แล้วบริษัทได้ลงนามในข้อตกลงกับพลังงานของเดนมาร์ก? Rsted ได้ลงนามในสัญญา 20 ปีจาก? Rsted ซื้อพลังงานทั้งหมดสำหรับฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งขนาด 920 เมกะวัตต์ที่กำลังสร้างในช่องแคบไต้หวัน
Shashi Barla นักวิเคราะห์ด้านพลังงานทดแทนจาก Wood Mackenzie ที่ปรึกษาด้านพลังงานกล่าวว่าข้อตกลงดังกล่าวซึ่งอธิบายว่าเป็นข้อตกลงซื้อพลังงานหมุนเวียนขององค์กรที่ใหญ่ที่สุดในโลก' นั้นดีสำหรับ TSMC นอกเหนือจากการรับประกันไฟฟ้าที่สะอาดแล้ว ยังจ่ายต้นทุนการขายส่งและกำจัดการกระแทกด้านราคา"ฆ่านกสองตัวด้วยหินก้อนเดียว" เขากล่าว
Clifton Fonstad ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาการคอมพิวเตอร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าวว่าการเคลื่อนไหวของ TSMC' มีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมและ"ผู้ผลิตรายอื่นสามารถปฏิบัติตามได้".
Peter Hanbury ผู้เชี่ยวชาญด้านการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่ Bain& บริษัทที่ปรึกษาด้านการจัดการกล่าวว่าผู้ผลิตชิปสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของโรงงานของตน นอกเหนือไปจากการเปลี่ยนมาใช้พลังงานหมุนเวียน โรงงานชิปนั้นโดยทั่วไปแล้ว"โกดังขนาดใหญ่ที่มีห้องสะอาดอยู่ภายใน" และ"ส่วนที่ง่ายที่สุดในการลดการปล่อยมลพิษคือสิ่งอำนวยความสะดวกเอง" เขาพูดว่า.
แฟบสามารถควบคุมอุณหภูมิของอากาศและน้ำ ความชื้น และความดันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น พวกเขาสามารถแบ่งส่วนคลังสินค้าเพื่อให้สายการผลิตหนึ่งมีแรงดันสูง และอีกสายหนึ่งมีแรงดันต่ำ โดยใช้พลังงานน้อยกว่าการรักษาคลังสินค้าทั้งหมดภายใต้ความกดดันสูง
พวกเขาสามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้นและใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อปิดเครื่องมือเมื่อไม่ได้ใช้งาน Huili Grace Xing ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมที่ Cornell Who ทำงานเกี่ยวกับวัสดุเซมิคอนดักเตอร์กล่าว
นอกจากนี้ยังมีนวัตกรรมที่มุ่งจัดการกับวัสดุที่สกปรกที่สุดที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ อุตสาหกรรมชิปใช้ก๊าซหลายชนิดในกระบวนการผลิต ซึ่งส่วนใหญ่มีผลกระทบต่อสภาพอากาศอย่างมีนัยสำคัญ
TSMC กล่าวว่าได้ติดตั้งเครื่องฟอกและสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ เพื่อจัดการกับการปล่อยมลพิษ แต่อีกวิธีหนึ่งคือการแทนที่"dirtier" ก๊าซทำความสะอาดที่ใช้ในการทำความสะอาดเครื่องมือที่มีความแม่นยำซึ่งใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ Michael Pitloff วิศวกรเคมีของ Solvay Specialty Chemicals ซึ่งทำงานเกี่ยวกับก๊าซเซมิคอนดักเตอร์กล่าว
ในการทดสอบทางอุตสาหกรรมกับลูกค้าผู้ผลิตชิปประมาณครึ่งโหลในช่วงหกปีที่ผ่านมา Pitloff กล่าวว่าเขาและทีมของเขาได้เปลี่ยนก๊าซที่สกปรกกว่าด้วย"cleaner" ฟลูออรีนซึ่งมีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนน้อยลง
บริษัทอื่นๆ ตั้งเป้าที่จะแกะสลักลวดลายบนแผ่นเวเฟอร์และทำความสะอาดพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ของก๊าซ ซึ่งเป็นวัสดุแผ่นบางที่ใช้ทำเซมิคอนดักเตอร์ ตัวอย่างเช่น Air Liquide ซึ่งเป็นบริษัทก๊าซอุตสาหกรรมในปารีส ได้เสนอก๊าซกัดอื่นๆ ที่มีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนน้อยกว่า
แต่การเปลี่ยนก๊าซจะเป็นสิ่งที่ท้าทาย: เมื่อโรงงานเริ่มทำงานแล้ว สิ่งที่สัมผัสกับแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอน เช่น ก๊าซกัดเซาะ ก็ยากที่จะเปลี่ยนแปลง Hanbury กล่าว กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับความแม่นยำอย่างมาก Fabs ต้องวางทรานซิสเตอร์มากถึง 100 ล้านตัวบนเวเฟอร์ขนาดแสตมป์ และพวกมันจำเป็นต้องทำอย่างสมบูรณ์แบบ Hanbury กล่าวว่าต้องใช้เวลาสี่ถึงห้าปีในการพัฒนาสูตร และ"เมื่อคุณตั้งค่าแล้ว โดยทั่วไปแล้วคุณไม่ต้องการ'ไม่ต้องการเปลี่ยนแปลง"
ผู้เชี่ยวชาญบางคนเชื่อว่าผู้ผลิตชิปจะเริ่มปรับเปลี่ยนกระบวนการเพื่อนำเสนอก๊าซที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากบริษัทขนาดใหญ่ดำเนินการ""ถ้า TSMC เปลี่ยน ฉัน'ฉันมั่นใจว่าคนอื่นจะยอม" ฟอนสตัดกล่าว หาก TSMC ไม่ทำเช่นนั้น ผู้ผลิตรายอื่นอาจหันกลับมาและพิสูจน์ว่าพวกเขาดีกว่า TSMC"
สำหรับผู้สังเกตการณ์ในอุตสาหกรรมชิปบางคน ความมุ่งมั่นในการทำความสะอาดดูเหมือนจะเป็นจริง Li กล่าวว่าความต้องการชิปจำนวนมากในปัจจุบันจะช่วยให้อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์บรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนเท่านั้น
พวกเขามีอัตรากำไรสูงและทำเงินได้มากมาย ดังนั้นแม้ว่ามาตรการคาร์บอนสีเขียวทั้งหมดเหล่านี้จะมีค่าใช้จ่าย แต่ก็สามารถจ่ายได้ และลูกค้าจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ก็เต็มใจที่จะจ่ายมากขึ้นสำหรับอุปกรณ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น"เขากล่าว