스마트폰에서 TVS, 풍력 터빈에 이르기까지 모든 것에 내장된 실리콘 칩에 대한 전 세계 수요가 급증하고 있지만 탄소 배출이라는 막대한 비용이 수반됩니다.
업계는 역설을 제시합니다. 글로벌 기후 목표를 달성하는 것은 부분적으로 반도체에 달려 있습니다. 그들은 전기 자동차, 태양열 어레이 및 풍력 터빈의 필수적인 부분입니다. 그러나 칩 제조는 또한 기후 위기에 기여하고 있습니다. 많은 에너지와 물이 필요합니다. 칩 공장이나 팹은 하루에 수백만 갤런의 물을 사용할 수 있으며 유해 폐기물을 생산합니다.
반도체 산업이 점점 더 면밀한 조사를 받고 있음을 알게 되면서 기후 영향에 대처하기 시작했습니다. 지난 주 Apple에 Chips를 공급하는 세계 최대 칩 제조업체인 TSMC는 2050년까지 순배출 제로를 달성하겠다고 약속했습니다. TSMC'의 회장은 회사가 &를 목표로 한다고 말했습니다. ;저탄소 지속 가능한 개발&을 향한 우리의 녹색 존재를 확대하고 업계를 주도하십시오. quot;.
그러나 이 부문의 탈탄소화는 큰 도전이 될 것입니다.
그린피스에 따르면 TSMC만 해도 대만 총 전력의 거의 5%를 사용하며, 2022년에는 7.2%로 증가할 것으로 예상되며, 2019년에는 약 6300만 톤의 물을 사용할 것으로 예상됩니다. 회사'#39;#39;는 올해 대만& #39;#39;가뭄으로 물 사용이 논란이 되었습니다.
미국 애리조나주 오코틸로에 있는 Intel& #39;의 700에이커 규모 공장은 올해 첫 3개월 동안 거의 15,000톤의 폐기물을 생성했으며 그 중 약 60%가 유해했습니다. 또한 약 1,400개의 올림픽 수영장을 채울 수 있는 9억 2,700만 갤런의 담수와 5억 6,100만 킬로와트시의 에너지를 소비합니다.
칩 제조는 에너지 소비나 하드웨어 사용보다"전자 장치에서 배출되는 탄소 배출량의 대부분을 차지합니다." 하버드 대학교 연구원인 Udit Gupta와 공동 저자가 2020년 논문에 썼습니다.
대유행으로 전자 제품에 대한 수요가 증가하고 COVID-19 발생으로 팹이 폐쇄됨에 따라 전 세계적으로 고급 칩이 부족해지면서 업계에 대한 관심이 높아졌습니다.
타이트한 시장에서 자동차 제조업체는 칩을 사용하여 스마트폰, 랩톱 및 기타 장치에 컴퓨팅 성능을 제공하는 Apple과 같은 대규모 반도체 고객보다 훨씬 뒤쳐져 있는 칩 대기열의 맨 뒤에 있습니다. Gm은 이번 달에 북미 공장의 일부에서 생산을 중단했으며 Toyota는 9월에 차량 생산량을 40% 줄이겠다고 밝혔습니다.
생산량을 늘리기 위해 많은 국가에서 산업을 활성화하기 위한 대규모 프로그램을 시작하고 있습니다.
미국 칩법은 미국 반도체 산업에 5년 동안 520억 달러를 제안합니다. 유럽연합(EU)은 2030년까지 세계 칩 시장의 점유율을 20%까지 늘리는 것을 목표로 하는 자체 법안을 제출했습니다. 유럽연합 집행위원회 의장 Ursula von der Leyen은 이를&"기술 주권의 문제& '라고 불렀습니다. 그녀의 국정 연설에서.
이러한 야망은 잠재적으로 국제 기후 목표와 충돌할 수 있습니다. 유럽 연합과 미국은 2030년까지 순 탄소 배출량 0, 2050년까지 순 탄소 배출량 0을 달성하는 것을 목표로 합니다. 반도체 산업이 성장함에 따라 탄소 배출량도 증가할 것입니다.
그러나 고객에게 보다 친환경적인 공급망을 제공하고자 하는 투자자와 전자 제품 제조업체의 압력에 따라 반도체 사업은 기후 영향을 해결하기 위한 조치를 강화하고 있습니다.
& quot;최근 우리가 환경에 미치는 영향이 전면에 부각되기 시작했어요," On Semiconductor의 수석 설계 엔지니어인 Sohini Dasgupta는 말했습니다.
펀드매니저들은 점점 더"그린펀드& quot; 투자자가 회사에 대해 더 많은 질문을 함에 따라' 투자 회사인 번스타인(Bernstein)의 반도체 분석가인 마크 리(Mark Li)는 환경, 사회 및 지배구조(ESG)에 미치는 영향이 중요하다고 말합니다."지난 3년 동안 ESG 투자는 훨씬 더 목소리가 커졌습니다." 그는 이것이 결국 회사의 행동 방식을 바꿀 것이라고 덧붙였습니다.
재생 에너지의 더 큰 가용성은 칩 제조업체가 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 됩니다. 인텔은 TSMC와 마찬가지로 2030년까지 에너지의 100%를 재생 가능 자원에서 얻겠다고 약속했지만 기한은 2050년입니다.
TSMC 대변인 Nina Kao에 따르면 에너지 소비는 TSMC의 배출량의 62%를 차지합니다. 회사는 작년에 덴마크 에너지와 계약을 체결 했습니까? Rsted는 20년 계약에 서명했습니다. Rsted는 대만 해협에 건설 중인 920메가와트 해상 풍력 발전 단지의 모든 에너지를 구매합니다.
에너지 컨설팅 업체 Wood Mackenzie의 재생 에너지 분석가인 Shashi Barla는 세계 최대 규모의 기업 재생 에너지 구매 계약으로 설명되는 이 거래가 TSMC에 긍정적이라고 말했습니다. 깨끗한 전기를 보장할 뿐만 아니라 도매 비용을 지불하고 가격 충격을 없앤다,&"한 돌로 두 마리의 새를 죽인다&"라고 그는 말합니다.
Massachusetts Institute of Technology의 전기 공학 및 컴퓨터 공학 교수인 Clifton Fonstad는 TSMC'의 움직임이 업계에 영향을 미칠 가능성이 있으며"다른 제조업체도 이를 따를 수 있다고 말했습니다. 인용;.
Bain&의 반도체 제조 전문가인 Peter Hanbury; 경영 컨설팅 회사인 회사는 칩 제조업체가 재생 에너지로 전환하는 것 외에도 팹의 효율성을 개선할 수 있다고 말했습니다. 칩 공장은 기본적으로&'& 내부에 청정실이 있는 거대한 창고 '입니다. 그리고&'배출량을 줄이는 가장 쉬운 부분은 시설 자체," 그는 말했다.
팹은 공기와 수온, 습도 및 압력을 보다 효율적으로 조절할 수 있습니다. 한 라인은 고압이고 다른 라인은 저압이 되도록 창고를 분할할 수 있어 전체 창고를 고압으로 유지하는 것보다 에너지를 덜 사용합니다.
반도체 재료를 연구하는 Cornell의 공학 교수 Huili Grace Xing은 더 많은 데이터를 캡처하고 기계 학습을 사용하여 도구를 사용하지 않을 때 끌 수 있다고 말합니다.
반도체 제조에 사용되는 가장 더러운 재료를 다루는 것을 목표로 하는 혁신도 있습니다. 칩 산업은 제조 공정에서 다양한 가스를 사용하며 그 중 많은 가스가 기후에 큰 영향을 미칩니다.
TSMC는 배출가스를 처리하기 위해 스크러버 및 기타 시설을 설치했다고 밝혔습니다. 그러나 다른 접근 방식은"dirtier" 반도체 가스를 연구하는 Solvay Specialty Chemicals의 화학 엔지니어인 Michael Pitloff는 반도체 제조에 사용되는 정밀 도구를 세척하는 데 사용되는 더 깨끗한 가스라고 말합니다.
Pitloff는 지난 6년 동안 약 6명의 칩 제조업체 고객을 대상으로 한 산업 테스트에서 그와 그의 팀이 더 더러운 가스를&'청소기&'로 교체했다고 말했습니다. 지구 온난화 영향이 낮은 불소.
다른 회사들은 반도체를 만드는 데 사용되는 얇은 시트 재료인 웨이퍼의 패턴을 에칭하고 웨이퍼 표면의 가스를 청소하는 것을 목표로 하고 있습니다. 예를 들어, 파리에 기반을 둔 산업용 가스 회사인 Air Liquide는 지구 온난화에 더 적은 영향을 미치는 다양한 대체 에칭 가스를 제안했습니다.
그러나 가스를 교체하는 것은 어려울 것입니다. 일단 팹이 가동되고 가동되면 에칭 가스와 같이 실리콘 웨이퍼에 닿는 모든 것은 변경하기 어렵다고 Hanbury는 말했습니다. 이 프로세스에는 상당한 정밀도가 필요합니다. 팹은 스탬프 크기의 웨이퍼에 최대 1억 개의 트랜지스터를 배치해야 하며 완벽하게 수행해야 합니다. Hanbury는 팹이 공식을 개발하는 데 4~5년이 걸리며&"한 번 설정하면 기본적으로 변경하고 싶지 않습니다.&따옴표;
일부 전문가들은 특히 대기업이 조치를 취하면 칩 제조업체가 보다 환경 친화적인 가스를 도입하기 위해 공정을 수정하기 시작할 것이라고 믿습니다.&따옴표;"TSMC가 바뀌면 나는'다른 사람들도 그럴 거에요," 폰스타드가 말했다. TSMC가 그렇게 하지 않으면 다른 제조업체가 돌아서서 TSMC보다 낫다는 것을 증명할 수 있습니다.&따옴표;
칩 업계의 일부 관찰자에게는 이를 정리하려는 결의가 현실처럼 보입니다. Li는 현재의 엄청난 칩 수요가 반도체 산업이 지속 가능한 개발 목표를 달성하는 데 도움이 될 것이라고 말했습니다.
그들은 높은 마진을 가지고 있고 많은 돈을 벌고 있습니다. 따라서 이러한 모든 녹색 탄소 조치에 비용이 들더라도 감당할 수 있습니다. 그리고 점점 더 많은 고객들이 친환경 장비에 더 많은 비용을 지불할 의사가 있다고 말했습니다.