عجله برای ساخت تراشه های بیشتر، پیشرفت زیست محیطی را به خطر می اندازد | دانش مرکز داده

(بلومبرگ) — قانون چیپس و علم، که رئیس جمهور جو بایدن قرار است هفته آینده آن را امضا کند، به عنوان یک فرصت در زندگی برای احیای صنعت نیمه هادی ایالات متحده و مقابله با قدرت تولید آسیا مطرح شد.

چیزی که کمتر مورد بحث قرار گرفت تاثیرات زیست محیطی این قانون بود. این لایحه قرار است 52 میلیارد دلار را به صنعتی وارد کند که انرژی را می بلعد و زباله های سمی تولید می کند – در زمانی که افزایش جهانی تقاضای تراشه در حال تبدیل شرکت ها به آلاینده های بزرگتر است.

پائولین ویل، محقق در اندیشکده اقتصادی بروگل مستقر در بروکسل، گفت: با رقابت ایالات متحده و اروپا برای بازسازی زیرساخت‌های تولید تراشه‌های خود، نگرانی‌های زیست‌محیطی در حال عقب‌نشینی است.

او گفت: «کشورها واقعاً به این موضوع فکر نمی کنند. “این در حال ارائه میلیاردها یارانه با رشته های بسیار کمی است و رشته ها به محیط زیست وابسته نیستند.”

اتحادیه اروپا حدود 43 میلیارد دلار برای قانون چیپ‌های خود پیشنهاد می‌کند و یارانه‌ای برای رونق ساخت‌وساز بزرگ‌ترین تولیدکنندگان تراشه در جهان می‌دهد. پروژه های جدیدی از شرکت اینتل، شرکت سامسونگ الکترونیکس و شرکت تولید نیمه هادی تایوان در آلمان، اوهایو و آریزونا در حال رشد هستند.

بررسی گزارش‌های مسئولیت شرکت‌ها نشان می‌دهد که مصرف برق و آب آنها در حال افزایش است. این در یک صنعت در حال رشد تعجب آور نیست، اما سازندگان تراشه مانند اینتل قول داده اند که انتشار گازهای گلخانه ای و مصرف آب خود را کاهش دهند. دور نگه داشتن زباله های خطرناک از محل های دفن زباله چالش دیگری است. عجله برای افزودن تولید جدید فقط این کار را سخت تر می کند.

برخی پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهند که حجم صنعت در دهه آینده دو برابر خواهد شد، به این معنی که تلاش‌ها برای کاهش این ردپا باید تسریع شود. عدم وجود فشار از سوی دولت ها، تا حد زیادی به خود سازندگان تراشه بستگی دارد که چقدر از این گسترش به آسیب زیست محیطی تبدیل می شود.

ساخت نیمه هادی ها یک تجارت درهم و برهم و گران است که با مخالفت با قوانین فیزیک سخت تر می شود. تراشه‌سازان کارخانه‌های غول‌پیکری را اداره می‌کنند که 24 ساعت شبانه‌روز و هفت روز هفته کار می‌کنند و تلاش می‌کنند تا قبل از منسوخ شدن، بازدهی از میلیاردها دلار مورد نیاز برای تجهیز آنها بدست آورند. عمر مفید ماشین آلات معمولاً کمتر از یک دهه است.

این فرآیند به انرژی، آب و مواد شیمیایی سمی زیادی نیاز دارد. و اگرچه بزرگترین سازندگان تراشه پیشرفت‌های زیست‌محیطی داشته‌اند – استفاده آنها از انرژی‌های تجدیدپذیر در ایالات متحده یکی از نکات برجسته است – شرکت‌ها اذعان دارند که کارهایی برای انجام دادن دارند.

بلومبرگ

سامسونگ را در نظر بگیرید، بزرگترین سازنده تراشه جهان از نظر درآمد. سایت های نیمه هادی خارج از کشور این شرکت کره جنوبی – در ایالات متحده، اروپا و چین – در حال حاضر به طور کامل بر روی انرژی های تجدید پذیر کار می کنند. اما همچنان در حال کار بر روی توسعه منابع انرژی پایدار در سایر نقاط جهان، از جمله در کره جنوبی، جایی که بزرگترین کارخانه های آن واقع شده است، است. در مجموع، تنها حدود 16 درصد از مصرف انرژی آن از منابع تجدیدپذیر در سال 2021 بوده است که این میزان در سال 2020، 13 درصد بوده است.

TSMC به طور مشابه عملیات های خارج از کشور خود را با استفاده از برق پاک تامین می کند. اما در خانه در تایوان، جایی که اکثر گیاهان آن هستند، کل آن کمتر از 10٪ است.

سخنگوی نینا کائو گفت: “ما می دانیم که هدایت انرژی های تجدیدپذیر در تایوان بسیار مهم است.” تایوان یک جزیره واقعا کوچک با منابع محدود است.

اینتل بهتر عمل می کند، تا حدی به این دلیل که به انرژی سبزتر در نزدیکی سایت های خود در اورگان، آریزونا و نیومکزیکو دسترسی دارد. این شرکت در سال 2021 80 درصد از برق خود را از منابع تجدیدپذیر دریافت کرد که این رقم در سال گذشته 71 درصد بود.

با این حال، کل مصرف انرژی آن – تا حدی به دلیل پیچیدگی بیشتر فناوری تولید جدید – در این دوره 9.4 درصد افزایش یافت و به 11.61 میلیارد کیلووات ساعت رسید. این تقریباً دو برابر چیزی است که شهر سانفرانسیسکو در یک سال استفاده می کند.

اینتل می تواند به پیشرفت در طولانی مدت اشاره کند. بر اساس جدیدترین گزارش مسئولیت شرکتی آن، زمانی که مجموعاً بیش از 4 میلیون تن دی اکسید کربن داشت، انتشار دو دسته گازهای گلخانه ای آن 19 درصد نسبت به سال 2000 کاهش یافته است. اما از آنجایی که در حدود سال 2010 به کمتر از 2 میلیون تن کاهش یافت، انتشار دوباره در حال افزایش است و سال 2021 با 3.37 میلیون تن به پایان رسید. به گفته اینتل، دوباره، پیچیدگی فزاینده ساخت تراشه‌ها، این مقدار را مجبور کرده است تا دوباره افزایش یابد.

هدف این شرکت اکنون کاهش انتشار گازهای گلخانه ای تا سال 2040 به “صفر خالص” است. به گفته تاد بردی، مدیر ارشد پایداری اینتل، این صنعت به دلیل دنبال کردن رویکردی مبتنی بر علم برای حل مشکلاتی مانند انتشار گازهای گلخانه ای و ضایعات – به جای صرفاً مستحق اعتبار است. استفاده از پول نقد برای خرید اعتبارات جبرانی اما در برخی زمینه ها کار آسان انجام شده است. مبارزه در حال حاضر برای کاهش این تأثیر به هیچ است.

او گفت: “نباید ما را از قلاب خارج کنید.”

اینتل قصد دارد تا سال 2030 در مصرف آب “مثبت” باشد، به این معنی که کمتر از آنچه که تولید می کند، مصرف خواهد کرد. TSMC متعهد شده است که تا سال 2050 آلایندگی های خود را به صفر برساند و سامسونگ مجموعه جدیدی از استانداردها و دستورالعمل ها را ارائه می دهد که به گفته او تأثیر صنعت تراشه را با دقت بیشتری منعکس می کند.

سپس بحث زباله وجود دارد. تراشه سازان می گویند پیشرفت قابل توجهی در حفظ مواد خطرناک بالقوه از محل های دفن زباله داشته اند. در برخی موارد، آنها راه‌هایی را برای استفاده مجدد یا بازیافت موادی مانند اسید سولفوریک و فلزات که کلید فرآیند تولید تراشه هستند، کشف کرده‌اند. اما تولید بیشتر به این معنی است که زباله های بیشتری برای پردازش وجود خواهد داشت و این می تواند سیستم های بازیافت را تحت فشار قرار دهد.

در حال حاضر، روندها در مسیر درستی قرار دارند. اینتل در سال 2021 344 تن زباله تولید کرد که نسبت به 414 تن در سال قبل کاهش داشت و تنها 5 درصد آن را به محل های دفن زباله فرستاد. در همین حال TSMC کمتر از 1 درصد زباله های خود را برای 12 سال متوالی رها کرده است. سامسونگ سطح بازیافت زباله 96 درصدی را گزارش کرد و بخش تراشه‌های این شرکت سال گذشته صفر را به محل‌های دفن زباله فرستاد – اولین بار.

این صنعت همچنین استدلال می کند که چیپس ها خود دنیا را به مکانی سبزتر تبدیل کرده اند. به عنوان مثال، یک ترموستات Nest با تراشه سنگین می‌تواند مصرف‌کنندگان را از هدر رفتن برق جلوگیری کند. کریستوفر کنیتل، استاد اقتصاد کاربردی در موسسه فناوری ماساچوست، گفت: اما این استدلال یک شمشیر دو لبه است.

«اگر می‌خواهید اعتبار ترموستات Nest را بپذیرید، چقدر باید برای ماشین عضلانی ۱۲ مایل در هر گالن مورد سرزنش قرار بگیرید؟» او گفت.

پیتر اسپیلر، یکی از شرکای McKinsey & Co که بر روی پایداری تمرکز دارد، گفت: صنعت تراشه تقریباً 100 میلیون تن دی اکسید کربن در سال منتشر می کند – سطحی معادل کشور بلژیک – و کاهش آن کار دشواری است. .

او گفت: “اما حداقل بازیکنان این را تشخیص داده اند.” آنها اهداف بسیار بلندپروازانه ای را برای خود تعیین کرده اند.»