نیاز فوری به کربن زدایی در ساخت نیمه هادی ها

در طول دو دهه گذشته، صنعت نیمه هادی حداقل دو برابر سریعتر از اقتصاد رشد کرده است. با این حال، این رشد شتابان با پیامدهای زیست محیطی همراه بوده است. بر اساس تجزیه و تحلیل BCG، بر خلاف سایر صنایع انرژی قابل مقایسه (مانند خودرو، نفت و گاز) که انتشار کربن آنها در حال حاضر روند نزولی دارد، انتشار کربن در شرکت های تولید نیمه هادی برتر سال به سال بدون نشانه هایی از کاهش سرعت، افزایش یافته است. تولید نیمه هادی ذاتاً یک عملیات با شدت انرژی بالا است. در واقع، آلاینده‌های Scope 1 و 2 شرکت‌های برتر تولیدکننده نیمه‌هادی‌ها بیشتر از بزرگ‌ترین شرکت‌های خودروسازی جهانی است.

در این مقاله، انتشار کلی گازهای گلخانه‌ای صنعت نیمه‌رسانا، روندهای آن و علل ریشه‌ای را بررسی خواهیم کرد.

انتشار گازهای گلخانه ای در تولید نیمه‌هادی‌ها روند صعودی دارد

به منظور درک دامنه کامل انتشار گازهای گلخانه ای از صنعت، ما مدل اختصاصی خود را برای ردیابی مشخصات آلاینده های صنعت در طول سال ها ساختیم. با توجه به اینکه استانداردهای گزارش‌دهی و کیفیت داده‌ها در صنعت در حال حاضر برابر نیست، ما مجبور شدیم برای تولید این تخمین‌ها و تحلیل‌ها، داده‌های موجود در مدل خود را پاکسازی کنیم.

بر اساس برآوردهای ما، این صنعت در سال 2021 حدود 210 MMT CO2e در محدوده های 1، 2 و 3 تولید کرد که معادل انتشار گازهای گلخانه ای بیش از نیمی از خانوارهای ایالات متحده است. نگران‌کننده‌تر این است که این انتشارات در طول سه سال گذشته به طور مداوم با نرخ CAGR 10 درصد رشد کرده‌اند.

این انتشارات در کل زنجیره ارزش فعالیت ها محاسبه شد: محدوده 1 (انتشار مستقیم تولید شده)، محدوده 2 (انتشارهای ناشی از برق و انرژی خریداری شده)، و محدوده 3 (انتشارهای تولید شده به دلیل CapEx، مواد خام، حمل و نقل، توزیع، پس پردازش و غیره).

وقتی شرکت‌های برتر در تولید نیمه‌رساناها را با شرکت‌های برتر خودروسازی جهانی مقایسه می‌کنیم، متوجه می‌شویم که اولی‌ها به اندازه دومی آلاینده‌های کربنی تولید می‌کنند. با این حال، روند انتشار گازهای گلخانه ای در اینجا قابل ذکر است. شرکت‌های خودروسازی پیشرفت قابل‌توجهی در ایجاد یک روند نزولی واضح در انتشار آلاینده‌های سال به سال خود داشته‌اند، تا حدی به این دلیل که صنعت خودرو مورد بررسی عمومی بیشتری برای انتشار کربن قرار می‌گیرد.

ساختاری برای پیشرفت

به منظور درک علل ریشه ای، ارزیابی کردیم که آیا انتشار بر اساس هر ویفر تغییر کرده است یا خیر. میانگین انتشار گازهای گلخانه‌ای در هر ویفر در سه سال گذشته برای شش تولیدکننده برتر نیمه هادی ها اگر نگوییم اندکی افزایش یافته، متوقف شده است.

ما محرک های اولیه این پیشرفت محدود را به دو محرک تقسیم‌بندی می کنیم. اولاً، صنعت به طور قابل توجهی به انرژی های تجدیدپذیر روی نیاورده است. برخی از بازیگران گام‌های مهمی برداشته‌اند، مانند اینتل که با انتقال حدود ۸۰ درصد از مصرف برق جهانی به منابع تجدیدپذیر، در صنعت پیشرو است. اما اکثریت مصرف برق در صنعت همچنان از منابع سنتی تامین می شود.

درایور دوم Node advances است. همانطور که صنعت به حرکت خود به سمت گره های فرآیندی پیشرفته ادامه می دهد، هر گره جدیدتر به طور فزاینده ای انرژی بر و GHG فشرده است.

تغییر مسیر

پیشرفت قابل توجهی در برخی زمینه ها، مانند تامین منابع انرژی تجدیدپذیر اینتل، صورت گرفته است. علاوه بر این، صنعت نیمه هادی اروپا مجموعاً انتشار PCF مطلق را تا 42 درصد در دهه گذشته کاهش داده است. با این حال، هنوز نیاز آشکار به یک فوریت حسی بیشتر برای ایجاد تغییرات اساسی تر به منظور تغییر مسیر منحنی انتشار در تولید نیمه هادی وجود دارد.