رجل يمر بشعار TSMC في مقر الشركة في Hsinchu ، تايوان.
سام يه | وكالة فرانس برس | جيتي إيماجيس
قد يكون هناك نقص في رقائق الكمبيوتر ، لكن انبعاثات الكربون في صناعة أشباه الموصلات وفيرة.
تعتبر قطع السيليكون الصغيرة أمرًا حيويًا في الاقتصادات التي تعتمد على التكنولوجيا اليوم ، لكن تأثيرها على الكوكب ليس دائمًا إيجابيًا.
هناك حاجة إلى كميات هائلة من الطاقة لتصنيع الرقائق التي تقع تحت غطاء المحرك لمجموعة كاملة من العناصر – من الطائرات المقاتلة والسيارات إلى الغلايات وأجراس الأبواب.
كتب فريق من الباحثين في جامعة هارفارد في عام 2020 أن تصنيع الرقائق “يمثل معظم ناتج الكربون” من الأجهزة الإلكترونية.
في حين أن بعض هذه الطاقة تأتي من مصادر متجددة ، فإن الكثير منها يأتي من الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز ، وبعض صانعي الرقائق الآن ينبعثون من الكربون أكثر من شركات صناعة السيارات المعروفة..
عمليات كثيفة الطاقة
تتطلب العديد من جوانب عملية إنتاج أشباه الموصلات كميات هائلة من الطاقة ، وفقًا لمحلل Forrester Glenn O’Donnell.
بادئ ذي بدء ، يحتاج صانعو الرقائق إلى أخذ السيليكون الخام (أي الرمل) ، وإذابته ، وتنقيته ، ثم “زراعة” قضبان السيليكون “، كما قال أودونيل لشبكة فيوتشر نيوز. “الأفران [needed] للقيام بذلك ، نحن جائعون للغاية للطاقة “.
وأضاف أودونيل أن قضبان السيليكون المنقى يتم “تقطيعها إلى شرائح مثل اللحم البقري إلى رقائق رقيقة” ، والتي تُبنى عليها الرقائق.
يتم وضع مواد مختلفة على طبقات في سلسلة من الخطوات التي تستخدم معدات كثيفة الطاقة. قال أودونيل إن أفران الانتشار وغرسات الأيونات وآلات الحفر بالبلازما تحتاج جميعها إلى كميات كبيرة من الطاقة ، مضيفًا أن بعضها يتطلب درجات حرارة عالية جدًا.
أفران الانتشار ، على سبيل المثال ، تعمل من 1200 إلى 2000 درجة فهرنهايت وتجلس الرقاقات فيها لساعات في كل مرة لتغيير خصائص سطح السيليكون.
عملاق الرقائق التايواني
يتم تصنيع معظم رقائق العالم في آسيا ، مع كون تايوان مركزًا خاصًا للنشاط بفضل وجود شركة Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ، التي تنتج رقائق أكثر من أي شركة أخرى في جميع أنحاء العالم.
قال يونغ جين تشين ، الباحث في غرينبيس في تايوان الذي يقود فريق شركة المناخ الخيري ، لشبكة سي إن بي سي إن الشركة تنبعث من الكربون أكثر من أي شركة أخرى لصناعة الرقائق. إنه “الطريق إلى الأمام [of] قالت.
ووفقًا لمنظمة السلام الأخضر ، فإن الشركة التي يقع مقرها الرئيسي في هسينشو ، والتي تصنع رقاقات لأمثال آبل وتسلا ، تستخدم كهرباء كل عام أكثر من العاصمة التايوانية تايبيه.
نتيجة لاستهلاكها للطاقة ، أطلق TSMC 6 ملايين طن من الكربون في عام 2017 ، و 8 ملايين طن في عام 2019 ، و 15 مليونًا في عام 2020. في العامين الماضيين ، تجاوزت انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في TSMC انبعاثات جنرال موتورز العملاقة للسيارات ، وفقًا لبيانات من بلومبرج.
قال المحلل في شركة Gartner Alan Priestley إنه من المهم مقارنة انبعاثات صناعة أشباه الموصلات بالانبعاثات الخاصة بالصناعات الأخرى مثل اللوجستيات والطيران والشحن.
وقال تشين إن انبعاثات TSMC ، التي يتم مشاركتها في تقارير الاستدامة السنوية ، “لا تزال تتزايد بسرعة بسبب التوسع المستمر”.
في الواقع ، TSMC في طور إنشاء مصانع جديدة ضخمة في تايوان وأريزونا. في حين أن هذه التسهيلات التي تقدر بمليارات الدولارات ستزيد من المعروض من الرقائق ، فإنها ستزيد أيضًا من كمية الكهرباء التي يستخدمها TSMC.
التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة
وقال تشين “من أجل الحد من انبعاثات الكربون ، فإن تحويل مصادر الكهرباء إلى طاقة نظيفة هو المفتاح” ، مضيفًا أن صانعي الرقائق “حريصون” على القيام بذلك في أسرع وقت ممكن.
بعد TSMC ، تمتلك Samsung و Intel أكبر بصمة كربونية في صناعة أشباه الموصلات ، كما قال بريستلي. وأوضح “كما هو الحال مع معظم الصناعات ، تتأثر البصمة الكربونية بحجم الأعمال”. “ستزداد الانبعاثات وفقًا لحجم وعدد فاب ، لذلك كلما زاد حجم البائع شبه ، زادت بصمته الكربونية.”
قال أصحاب الثقل في الصناعة لشبكة فيوتشر نيوز إنهم يتخذون إجراءات لمحاولة ضمان تقليل انبعاثاتهم أثناء قيامهم بتوسيع نطاق عملياتهم.
تأتي التعهدات بينما يتطلع العالم ليرى ما يلتزم به رؤساء الوزراء والرؤساء في مؤتمر المناخ COP26 في جلاسكو ، المملكة المتحدة
هذا الصيف ، أعلن TSMC أنه يريد الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050. كما حدد هدفًا للوصول إلى 40٪ من استخدام الطاقة المتجددة على مستوى الشركة بحلول عام 2030.
لن يكون ذلك سهلاً نظرًا لتركيبة مزيج الطاقة في تايوان. في عام 2019 ، تم توليد 91.5٪ من الطاقة الأولية لتايوان من الوقود الأحفوري ، وفقًا لبيانات من تقرير BP الإحصائي لتقرير الطاقة العالمية.
يستخدم TSMC حاليًا 4.8 ٪ من إجمالي إنتاج الطاقة في تايوان ومن المقرر أن يرتفع الرقم إلى 7.2 ٪ في عام 2022 ، وفقًا لمنظمة Greenpeace.
قالت نينا كاو ، نائبة المتحدث باسم TSMC ، لشبكة فيوتشر نيوز أن الشركة تخطط لشراء المزيد من الطاقة المتجددة وائتمانات الكربون. كما تتطلع إلى تحسين كفاءة المعدات في مصانعها وتنفيذ المزيد من مشاريع الحفاظ على الطاقة.
في يوليو 2020 ، وقعت TSMC صفقة مدتها 20 عامًا مع Orsted لشراء الإنتاج الكامل لمزارع رياح بحرية قيد التطوير قبالة الساحل الغربي لتايوان.
سامسونج وإنتل
أصدرت مصانع شرائح سامسونج 12.9 مليون طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون في عام 2020 ، مما يجعلها ثاني أكبر مصدر لانبعاث الكربون في صناعة أشباه الموصلات.
قال متحدث باسم الشركة لشبكة فيوتشر نيوز: “نحن نعمل باستمرار على تقييم الأثر البيئي لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري عبر دورة التصنيع بأكملها” ، مضيفًا أن الشركة تعمل على تحسين تقنيات العملية والمواد كجزء من جهد لإنشاء رقائقها في طريقة صديقة للبيئة. لم تعلن Samsung رسميًا عن هدف صافي الصفر الخاص بها ، لكن الشركة جزء مهم من رؤية كوريا الجنوبية لتصبح خالية من الكربون بحلول عام 2050.
تم الإشادة بمنافستها Intel لخفضها انبعاثات الكربون في السنوات الأخيرة.
في عام 2020 ، أنتجت الشركة 2.88 مليون طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون ، على الرغم من استهلاك 10.6 مليار كيلوواط / ساعة من الطاقة في جميع أنحاء العالم. استخدم فاب واحد في ولاية أريزونا 561 مليون كيلوواط / ساعة من الطاقة في الأشهر الثلاثة الأولى من عام 2021.
صرح Fawn Bergen ، مدير استدامة الشركات في Intel ، لشبكة فيوتشر نيوز أن “الحد من استخدام الطاقة التشغيلية هو جوهر استراتيجية إنتل المناخية الشاملة” وأهدافها لعام 2030.
وقالت إنتل إن 82٪ من طاقتها جاءت من مصادر “خضراء” مثل الطاقة الشمسية والحرارة الجوفية في 2020.
قالت شركة تصنيع الرقائق ومقرها سانتا كلارا إنها أدارت عدة مشاريع العام الماضي ساعدتها في الحفاظ على 161 مليون كيلووات ساعة من الطاقة. وقالت إنتل إن مشاريع مماثلة هذا العام ستساعدها في توفير 125 مليون كيلوواط ساعة إضافية من الطاقة.
قال أبيشور براكاش ، الخبير الاستراتيجي الجيوسياسي في مركز ابتكار المستقبل ، لشبكة فيوتشر نيوز إن تحويل التعهدات إلى ممارسة سيكون الجزء الصعب.
“ماذا لو اقترحت الهند أن جميع الهواتف الذكية الجديدة يجب أن تأتي من المصانع الخضراء بحلول عام 2030؟” هو قال.
وأضاف براكاش: “يتمثل التحدي الآخر في أن الشركات نفسها ، مثل شركة آبل ، يمكنها تحديد هدف”. “ولكن ، سيتطلب تحقيق هذه الأهداف وجود سلسلة التوريد – موزعة على مستويات متعددة – للانضمام أيضًا وإنشاء استراتيجيات ESG (البيئية والاجتماعية وحوكمة الشركات) الخاصة بهم. لن يكون ذلك سهلاً.”