Alþjóðleg eftirspurn eftir kísilflögum, sem er innbyggð í allt frá snjallsímum til sjónvarpsstöðva til vindmylla, er í mikilli uppsveiflu, en það hefur mikla kostnað: kolefnislosun.
Iðnaðurinn sýnir þversögn. Að ná markmiðum um loftslagsmál á heimsvísu fer að hluta til eftir hálfleiðara. Þeir eru óaðskiljanlegur hluti rafmagnsbíla, sólkerfa og vindmylla. En flísframleiðsla stuðlar einnig að loftslagskreppunni. Það þarf mikla orku og vatn - flísverksmiðjur eða fabs geta notað milljónir lítra af vatni á dag - og framleiðir hættulegan úrgang.
Þar sem hálfleiðaraiðnaðurinn lendir í aukinni skoðun er hann farinn að takast á við loftslagsáhrif þess. Í síðustu viku lofaði TSMC, stærsti flísframleiðandi heims &, sem veitir Apple flís, að ná nettó núlllosun fyrir árið 2050. Formaður TSMC' sagði að fyrirtækið stefndi að&tilboði ; víkka út græna nærveru okkar og knýja iðnaðinn í átt að sjálfbærri kolefnislausri þróun" ;.
En kolefnislosun geirans verður mikil áskorun.
TSMC eitt og sér notar tæplega 5 prósent af heildar rafmagni í Taívan &, en búist er við að það hækki í 7,2 prósent árið 2022 og notar um 63 milljónir tonna af vatni árið 2019, samkvæmt Greenpeace. Vatnsnotkun fyrirtækisins' varð umdeilt umræðuefni í þurrkum' á þessu ári.
Í Bandaríkjunum framleiddi 700 [hektara verksmiðja Intel' í Ocotillo, Ariz., Næstum 15.000 tonn af úrgangi á fyrstu þremur mánuðum þessa árs, um 60% þeirra voru hættulegir. Það eyðir einnig 927 milljónum lítra af fersku vatni, nóg til að fylla um 1.400 ólympíusundlaugar og eyðir 561 milljón kílóvattstundum orku.
Flísframleiðsla, frekar en orkunotkun eða vélbúnaðarnotkun," stendur fyrir meirihluta kolefnislosunar frá rafeindabúnaði," Skrifaði Udit Gupta rannsakanda Harvard háskóla og meðhöfunda í ritgerð 2020.
Alheimsskortur á hágæða flögum þar sem heimsfaraldurinn eykur eftirspurn eftir rafeindatækni og COVID-19 braustið lokar fabs hefur aukið áherslu á iðnaðinn.
Á þröngum markaði hafa bílaframleiðendur lent aftast í flísaröðinni, langt á eftir stærri hálfleiðara viðskiptavinum eins og Apple, sem nota flís til að útvega tölvuafl fyrir snjallsíma, fartölvur og önnur tæki. Gm stöðvaði framleiðslu í nokkrum af verksmiðjum sínum í Norður -Ameríku í þessum mánuði en Toyota sagði að hún myndi skera bílaframleiðslu sína um 40 prósent í september.
Til að auka framleiðsluna eru mörg lönd að setja af stað stór forrit til að efla iðnaðinn.
US Chip Act leggur til 52 milljarða dollara á fimm árum fyrir bandaríska hálfleiðaraiðnaðinn. Evrópusambandið hefur lagt fram sína eigin löggjöf sem miðar að því að auka hlut sinn á heimsmarkaðsflísamarkaðnum í 20 prósent fyrir árið 2030. Ursula von der Leyen, forseti framkvæmdastjórnar Evrópusambandsins, kallaði það" spurning um tæknilegt fullveldi" í heimilisfangi sambandsríkisins.
Þessi metnaður er hugsanlega í andstöðu við alþjóðleg loftslagsmarkmið. Evrópusambandið og Bandaríkin stefna að því að ná hreinu núlllausu kolefnislosun fyrir árið 2030 og nettó núlllosun fyrir árið 2050. Eftir því sem hálfleiðaraiðnaðurinn vex, mun koltvísýringslosun hans aukast.
Hins vegar, undir þrýstingi frá fjárfestum og rafeindaframleiðendum sem eru fúsir til að tilkynna viðskiptavinum um grænni keðju, hefur hálfleiðaraviðskipti aukið aðgerðir sínar til að taka á loftslagsáhrifum þess.
& quot; Nýlega hef ég' byrjað að sjá áhrif okkar á umhverfið algjörlega í forgrunn," sagði Sohini Dasgupta, aðalhönnunarverkfræðingur hjá On Semiconductor.
Sjóðsstjórar kynna í auknum mæli" græna sjóði" þar sem fjárfestar spyrja fleiri spurninga um fyrirtæki' umhverfis-, félags- og stjórnunaráhrif (ESG), segir Mark Li, sérfræðingur í hálfleiðara hjá Bernstein, fjárfestingarfyrirtæki." Á síðustu þremur árum hafa fjárfestingar í ESG orðið mun háværari," segir hann og bætir við að þetta muni á endanum breyta því hvernig fyrirtækið hegðar sér.
Meira framboð endurnýjanlegrar orku hjálpar flísframleiðendum að draga úr losun kolefnis. Intel hefur heitið því að fá 100 prósent orku sinnar frá endurnýjanlegum orkugjöfum fyrir árið 2030, líkt og TSMC, en með fresti til 2050.
Orkunotkun er 62 prósent af losun TSMC', að sögn Ninu Kao, talsmanns TSMC. Fyrirtækið gerði í fyrra samning við danska orku? Rsted hefur skrifað undir 20 ára samning frá? Rsted kaupir alla orkuna fyrir 920 megavatta sjávarorkuverið sem það er að byggja í Taívan -sundi.
Samningurinn, sem lýst er sem stærsta heimssamningi um endurnýjanlega orku fyrirtækja &, er góður fyrir TSMC, sagði Shashi Barla, sérfræðingur í endurnýjanlegri orku hjá Wood Mackenzie orkuráðgjöf. Auk þess að tryggja hreint rafmagn, borgar það heildsölukostnað og losnar við verðskellur," drepur tvo fugla í einu höggi" ;, segir hann.
Clifton Fonstad, prófessor í rafmagnsverkfræði og tölvunarfræði við Massachusetts Institute of Technology, sagði að flutningur TSMC' gæti haft áhrif á iðnaðinn og að" aðrir framleiðendur gætu fylgst með" ;.
Peter Hanbury, sérfræðingur í hálfleiðaraframleiðslu hjá Bain&magnara; Fyrirtækið, stjórnunarráðgjöfin, sagði að flísaframleiðendur gætu bætt skilvirkni fabs þeirra auk þess að skipta yfir í endurnýjanlega orku. Flísverksmiðja er í grundvallaratriðum" risastórt vöruhús með hreinum herbergjum inni í" og" auðveldasti hlutinn til að draga úr losun er aðstaðan sjálf," sagði hann.
Fabs getur stjórnað loft- og vatnshita, raka og þrýstingi á skilvirkari hátt. Þeir geta skipt vörugeymslunni þannig að önnur línan er með háan þrýsting og hin línan hefur lágan þrýsting og notar minni orku en að halda öllu vöruhúsinu undir miklum þrýstingi.
Þeir geta fangað fleiri gögn og notað vélanám til að slökkva á verkfærum þegar þeir eru ekki í notkun, segir Huili Grace Xing, verkfræðiprófessor við Cornell sem vinnur að hálfleiðaraefnum.
Það eru líka nýjungar sem miða að því að takast á við óhreinustu efnin sem notuð eru við gerð hálfleiðara. Flísiðnaðurinn notar mismunandi lofttegundir í framleiðsluferli sínu, sem margar hverjar hafa veruleg áhrif á loftslag.
TSMC sagðist hafa sett upp skrúbb og aðra aðstöðu til að takast á við losunina. En önnur nálgun er að skipta um" óhreinari" hreinni lofttegundir sem notaðar eru til að þrífa nákvæmnisverkfæri sem notuð eru í hálfleiðaraframleiðslu, segir Michael Pitloff, efnaverkfræðingur hjá Solvay Specialty Chemicals sem vinnur að hálfleiðaragösum.
Í iðnaðartilraunum með um það bil hálfan tug viðskiptavina flísaframleiðenda undanfarin sex ár, sagði Pitloff, hafa hann og lið hans skipt út fyrir óhreinari gasinu fyrir" hreinni" flúor, sem hefur minni hlýnun áhrif jarðar.
Önnur fyrirtæki stefna að því að etsa mynstur á skífur og þrífa yfirborð þynnunnar af gasi - þunna lakefnið sem er notað til að búa til hálfleiðara. Til dæmis hefur Air Liquide, iðnaðargastegundarfyrirtæki í París, lagt til ýmsar aðrar ætingargastegundir sem hafa minni áhrif á hlýnun jarðar.
En það verður áskorun að skipta um gasið: Þegar fabs er komið í gang er erfitt að breyta öllu sem snertir kísilplöturnar, svo sem ætingu, sagði Hanbury. Þetta ferli felur í sér mikla nákvæmni. Fabs verða að setja allt að 100 milljónir smára á frímerki í stimplastærð og þeir þurfa að gera það fullkomlega. Það tekur fjögur til fimm ár fyrir fab að þróa formúlu, sagði Hanbury, og" þegar þú hefur sett hana, viltu í grundvallaratriðum&ekki breyta henni."
Sumir sérfræðingar telja að flísaframleiðendur muni byrja að breyta ferlum sínum til að kynna umhverfisvænni lofttegundir, sérstaklega ef stór fyrirtæki grípa til aðgerða."" Ef TSMC skiptir er ég' viss um að aðrir munu gera það," Sagði Fonstad. Ef TSMC gerir það ekki, þá geta aðrir framleiðendur snúið við og sannað að þeir eru betri en TSMC."
Sumum áheyrendum flísiðnaðarins virðist ákvörðunin um að hreinsa hann raunveruleg. Li sagði að núverandi mikla eftirspurn eftir flögum muni aðeins hjálpa hálfleiðaraiðnaðinum að ná markmiðum sínum um sjálfbæra þróun.
Þeir hafa háa framlegð og græða mikla peninga. Svo þó að allar þessar grænu kolefnisráðstafanir hafi kostnað hafa þær efni á því. Og fleiri og fleiri viðskiptavinir eru tilbúnir til að borga meira fyrir grænni búnað, “sagði hann.