スマートフォンからTVS、風力タービンに至るまで、あらゆるものに組み込まれているシリコンチップの世界的な需要は急増していますが、それには莫大なコストがかかります。それは炭素排出です。
業界はパラドックスを提示します。 世界の気候目標を達成することは、半導体に部分的に依存します。 それらは、電気自動車、ソーラーアレイ、風力タービンの不可欠な部分です。 しかし、チップ製造も気候危機の一因となっています。 それは多くのエネルギーと水を必要とします-チップ工場やファブは1日に数百万ガロンの水を使用する可能性があります-そして有害廃棄物を生成します。
半導体業界はますます精査されているため、気候への影響に対処し始めています。 先週、Appleにチップを供給する世界最大のチップメーカーであるTSMCは、2050年までに正味ゼロ排出量を達成することを約束しました。TSMC&＃39;の会長は、同社が& quotを目指していると述べました。 ;私たちのグリーンプレゼンスを拡大し、低炭素の持続可能な開発に向けて業界を推進します& quot;。
しかし、セクターの脱炭素化は大きな課題となるでしょう。
グリーンピースによると、TSMCだけでも台湾&＃39の総電力の約5％を使用しており、2019年には約6,300万トンの水を使用し、2022年には7.2％に上昇すると予想されています。 会社&＃39;の水使用は、今年の台湾&＃39;の干ばつの間に物議を醸す話題になりました。
米国では、アリゾナ州オコティージョにあるIntel &＃39;の700エーカーの工場で、今年の最初の3か月間に約15,000トンの廃棄物が発生し、その約60％が危険でした。 また、約1,400のオリンピックプールを満たすのに十分な9億2,700万ガロンの淡水を消費し、5億6,100万キロワット時のエネルギーを消費します。
エネルギー消費やハードウェアの使用ではなく、チップの製造& quot;電子機器からの炭素排出の大部分を占める& quot; ハーバード大学の研究者UditGuptaと共著者を2020年の論文に書いた。
パンデミックにより電子機器の需要が増加し、COVID-19の発生によりファブが閉鎖されたため、ハイエンドチップが世界的に不足しているため、業界への注目が高まっています。
タイトな市場では、自動車メーカーは、スマートフォン、ラップトップ、その他のデバイスにコンピューティングパワーを提供するためにチップを使用するAppleのような大規模な半導体顧客に大きく遅れをとって、チップキューの後ろにいることに気づきました。 Gmは今月、北米のいくつかの工場で生産を停止したが、トヨタは9月に自動車の生産を40％削減すると発表した。
生産を増やすために、多くの国が業界を後押しするための大規模なプログラムを立ち上げています。
米国チップ法は、米国の半導体産業に5年間で520億ドルを提案しています。 欧州連合は、2030年までに世界のチップ市場のシェアを20％に増やすことを目的とした独自の法律を提出しました。欧州委員会のウルズラフォンデアライエン委員長は、これを&「技術的主権の問題&」と呼びました。 彼女の一般教書演説で。
これらの野心は、国際的な気候目標と対立する可能性があります。 欧州連合と米国は、2030年までに正味ゼロ炭素排出量を達成し、2050年までに正味ゼロ排出量を達成することを目指しています。半導体産業が成長するにつれて、その炭素排出量も増加します。
しかし、より環境に配慮したサプライチェーンを顧客に報告することを熱望している投資家や電子機器メーカーからの圧力を受けて、半導体事業は気候への影響に対処するための行動を強化しています。
& quot;最近、私は&＃39;環境への影響が完全に最前線に立つのを見始めました、& quot; オン・セミコンダクターの主任設計エンジニアであるソヒニ・ダスグプタは次のように述べています。
ファンドマネージャーはますます& quot;グリーンファンド& quot;を宣伝しています。 投資家が企業についてより多くの質問をするにつれて&＃39; 投資会社であるバーンスタインの半導体アナリスト、マーク・リー氏は、環境、社会、ガバナンス（ESG）への影響について述べています。"過去3年間で、ESG投資はより声高になりました。& quot; 彼は、これは最終的に会社の振る舞いを変えるだろうと付け加えた。
再生可能エネルギーの利用可能性の向上は、チップメーカーが炭素排出量を削減するのに役立っています。 Intelは、TSMCと同様に、2030年までに再生可能エネルギー源からエネルギーの100％を取得することを約束していますが、期限は2050年です。
TSMCの広報担当者NinaKaoによると、エネルギー消費量はTSMC &＃39;の排出量の62％を占めています。 同社は昨年、デンマークのエネルギーと契約を結びましたか？ Rstedはから20年の契約に署名しましたか？ Rstedは、台湾海峡に建設中の920メガワットの洋上風力発電所のすべてのエネルギーを購入します。
エネルギーコンサルタント会社ウッドマッケンジーの再生可能エネルギーアナリスト、シャシバーラ氏は、世界最大の企業再生可能エネルギー購入契約として説明されているこの取引は、TSMCにとって良いことだと語った。 クリーンな電気を確保するだけでなく、卸売り費用を支払い、価格ショックを取り除きます& quot; 1つの石で2羽の鳥を殺す& quot;と彼は言います。
マサチューセッツ工科大学の電気工学とコンピューターサイエンスの教授であるクリフトンフォンスタッド氏は、TSMC &＃39;の動きは業界に影響を与える可能性があり、& quot;他のメーカーもそれに続く可能性があると述べた& quot;。
Bain &アンプの半導体製造の専門家であるPeterHanbury氏。 経営コンサルタント会社の会社は、チップメーカーは再生可能エネルギーへの切り替えに加えて、ファブの効率を改善できると述べた。 チッププラントは基本的に& quot;内部にクリーンルームがある巨大な倉庫& quot;です。"排出量を削減する最も簡単な部分は、施設自体、& quot;です。 彼は言った。
ファブは、空気と水の温度、湿度、および圧力をより効率的に調整できます。 倉庫全体を高圧に保つよりも少ないエネルギーで、一方のラインが高圧になり、もう一方のラインが低圧になるように倉庫をセグメント化できます。
半導体材料に取り組んでいるコーネル大学の工学教授であるHuiliGrace Xing氏は、より多くのデータを収集し、機械学習を使用して、使用していないときにツールをオフにすることができると述べています。
半導体の製造に使用される最も汚れた材料に対処することを目的とした革新もあります。 チップ産業は製造工程でさまざまなガスを使用しており、その多くは気候に大きな影響を及ぼします。
TSMCは、排出量に対処するためにスクラバーやその他の施設を設置したと述べた。 しかし、別のアプローチは、& quot;ダーティエ& quot;を置き換えることです。 半導体製造で使用される精密工具の洗浄に使用されるよりクリーンなガスは、半導体ガスに取り組んでいるソルベイスペシャリティケミカルズの化学エンジニアであるマイケルピトロフ氏は言います。
ピトロフ氏によると、過去6年間に約6ダースのチップメーカーの顧客を対象にした産業試験で、彼と彼のチームは汚れたガスを& quot;クリーナー& quot;に置き換えました。 地球温暖化への影響が少ないフッ素。
他の企業は、ウェーハ上のパターンをエッチングし、ウェーハの表面からガス（半導体の製造に使用される薄いシート材料）を除去することを目指しています。 たとえば、パリを拠点とする産業ガス会社であるAir Liquideは、地球温暖化への影響が少ない一連の代替エッチングガスを提案しています。
しかし、ガスの交換は難しいでしょう。ファブが稼働すると、エッチングガスなど、シリコンウェーハに触れるものはすべて変更するのが難しいとハンバリー氏は述べています。 このプロセスには非常に高い精度が含まれます。 Fabは、スタンプサイズのウェーハに最大1億個のトランジスタを配置する必要があり、それを完全に行う必要があります。 ハンバリー氏によると、ファブが数式を開発するのに4〜5年かかり、& quot;一度設定すると、基本的に&＃39;変更したくないということです。"
一部の専門家は、特に大企業が行動を起こした場合、チップメーカーがより環境に優しいガスを導入するためにプロセスを変更し始めると信じています。"" TSMCが切り替わる場合、私は&＃39;他の人が切り替えると確信しています、& quot; フォンスタッドは言った。 TSMCがそうしない場合、他のメーカーが好転し、TSMCよりも優れていることを証明する可能性があります。"
チップ業界の一部のオブザーバーにとって、それをクリーンアップするという決意は現実に思えます。 李氏は、チップに対する現在の巨大な需要は、半導体産業が持続可能な開発目標を達成するのに役立つだけだと述べた。
彼らは高いマージンを持っており、たくさんのお金を稼いでいます。 したがって、これらすべてのグリーンカーボン対策にコストがかかったとしても、彼らはそれを買う余裕があります。 そして、ますます多くの顧客がより環境に優しい機器にもっとお金を払うことをいとわない、と彼は言った。