行业分析

全球芯片行业存在碳排放问题

计算机芯片可能供不应求,但半导体行业的碳排放量很大。

在当今技术驱动的经济体中,小块硅片至关重要,但它们对地球的影响并不总是积极的。

制造各种物品(从战斗机和汽车,到水壶和门铃)引擎盖下方的芯片需要大量能源。

哈佛大学的一组研究人员在 2020 年写道,芯片制造“占电子设备碳输出的大部分”。

虽然其中一些能源来自可再生能源,但大部分来自煤炭和天然气等化石燃料,而且一些芯片制造商现在排放的碳比知名汽车制造商还多。

能源密集型工艺
根据 Forrester 分析师 Glenn O’Donnell 的说法,半导体生产过程的几个方面需要大量电力。

O’Donnell :首先,芯片制造商需要获取原始硅(即沙子),将其熔化、纯化,然后“生长”硅“棒”。“[需要]这样做的熔炉非常耗能,”他说。

O’Donnell 补充说,然后将纯化的硅棒“像熟食肉一样切成薄片”,并在其上构建芯片。

使用能源密集型设备,通过一系列步骤将各种材料层叠在晶圆上。O’Donnell 说,扩散炉、离子注入机和等离子蚀刻机都需要相当大的功率,并补充说有些需要非常高的温度。

例如,扩散炉的运行温度为 1,200 至 2,000 华氏度,晶片一次在其中放置数小时以改变硅的表面特性。

台湾芯片巨头
世界上大部分芯片都是在亚洲制造的,由于台湾半导体制造公司的存在,台湾是一个特别的活动温床,该公司生产的芯片比全球任何其他公司都多。

领导该慈善机构气候企业团队的台湾绿色和平组织研究员陈容仁告诉 CNBC,该公司排放的碳比任何其他芯片制造商都多。她说,这“远远领先于其他人”。

据绿色和平组织称,这家总部位于新竹的公司为苹果和特斯拉等公司生产芯片,每年用电量超过台湾首都台北。

由于电力消耗,台积电在 2017 年排放了 600 万吨碳,2019 年为 800 万吨,2020 年为 1500 万吨。 据统计,在过去几年中,台积电的温室气体排放量已超过汽车巨头通用汽车的排放量。以来自彭博社的数据。

Gartner 分析师 Alan Priestley 表示,将半导体行业的排放量与物流、航空和航运等其他行业的排放量进行比较非常重要。



陈说,台积电的排放量在其年度可持续发展报告中共享,“由于不断扩张,仍在迅速增加”。

事实上,台积电正在台湾和亚利桑那州设立大型新工厂。这些数十亿美元的设施将增加芯片供应,同时也会增加台积电的用电量。

转向可再生能源
“为了减少碳排放,将电力转换为清洁能源是关键,”陈说,并补充说芯片制造商“渴望”尽快做到这一点。

Priestley 表示,继台积电之后,三星和英特尔在半导体行业的碳足迹排名第二。“与大多数行业一样,碳足迹受企业规模的影响,”他解释说。“排放量将随着晶圆厂的规模和数量而增加,因此半导体供应商越大,其碳足迹就越大。”

该行业的重量级人物,他们正在采取行动,以确保在扩大运营规模的同时减少排放。

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今年夏天,台积电宣布希望到 2050 年实现净零排放。它还设定了到 2030 年在全公司范围内达到 40% 的可再生能源使用的目标。

鉴于台湾能源结构的构成,这并不容易。根据 BP 世界能源统计回顾报告的数据,2019 年,台湾 91.5% 的一次能源是由化石燃料产生的。

据绿色和平组织称,台积电目前使用台湾总电力输出的 4.8%,到 2022 年这一数字将上升至 7.2%。

台积电副发言人 Nina Kao ,该公司计划购买更多可再生能源和碳信用额。它还希望提高工厂设备的效率,并实施更多的节能项目。

2020 年 7 月,台积电与 Orsted 签署了一项为期 20 年的协议,购买台湾西海岸正在开发的两个海上风电场的全部生产。

三星和英特尔
三星的芯片厂在 2020 年排放了 1290 万吨二氧化碳当量,使其成为半导体行业的第二大碳排放国。

“我们一直在评估整个制造周期中 GHG(温室气体)排放对环境的影响,”该公司的一位发言人,并补充说,该公司正在优化工艺技术和材料,作为努力创造其芯片的一部分。一种环保的方式。三星尚未正式宣布自己的净零排放目标,但该公司是韩国到 2050 年实现碳中和愿景的重要组成部分。

竞争对手英特尔近年来因减少碳排放而受到称赞。

2020 年,尽管全球消耗了 106 亿千瓦时的能源,但该公司生产了 288 万吨二氧化碳当量。亚利桑那州的一家晶圆厂在 2021 年前三个月使用了 5.61 亿千瓦时的能源。

英特尔公司可持续发展经理 Fawn Bergen ,“减少运营能源使用是英特尔整体气候战略的核心”及其 2030 年目标。

英特尔表示,到 2020 年,其 82% 的能源来自太阳能和地热等“绿色”能源。

这家总部位于圣克拉拉的芯片制造商表示,它去年开展了多个项目,帮助其节省了 1.61 亿千瓦时的能源。英特尔表示,今年,类似的项目将帮助它额外节省 1.25 亿千瓦时的能源。

创新未来中心的地缘政治战略家 Abishur Prakash ,将承诺付诸实践将是最困难的部分。

“如果印度提议到 2030 年所有新智能手机都必须来自绿色工厂怎么办?” 他说。

“另一个挑战是公司本身,比如苹果,可以设定一个目标,”普拉卡什补充道。“但是,要实现这些目标,就需要让供应链——分布在多个层次——也加入进来并制定自己的 ESG(环境、社会和公司治理)战略。这并不容易。”

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