芯片制造如何實現(xiàn)凈零排放？
聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)是聯(lián)合國負責(zé)評估氣候變化相關(guān)科學(xué)的機構(gòu)，它在2023年3月發(fā)布了第六次評估報告(AR6)綜合報告(SYR)《氣候變化2023》。
該報告指出，在過去的一個多世紀，不可持續(xù)的能源和土地使用，導(dǎo)致全球氣溫已經(jīng)比工業(yè)化前高了1.1℃。若將全球氣溫上升幅度控制在工業(yè)化前的1.5℃以內(nèi)，需要所有部門深入、快速和持續(xù)地減少溫室氣體的排放。
如今，由90家公司組成的半導(dǎo)體氣候聯(lián)盟(SCC)，已加入到推動半導(dǎo)體價值鏈采取綜合氣候行動的行列中。在聯(lián)合國氣候變化大會(COP27)上，該組織正式宣布支持《巴黎協(xié)定》，與半導(dǎo)體價值鏈內(nèi)推動氣候進步的需求保持一致。
與此同時，半導(dǎo)體行業(yè)價值鏈的擴張活動在繼續(xù)增加碳足跡。不幸的是，采用可再生能源方面所取得的進展，以及提高電子產(chǎn)品制造能源效率所做的努力，都趕不上消費和使用這些器件的增長速度。如果半導(dǎo)體消耗的能源繼續(xù)增加，將需要大量投資才能降低排放。
半導(dǎo)體制造價值鏈，包括晶圓制造、芯片設(shè)計、封裝、組裝和測試，它們直接帶來了全球0.3%的碳排放，另外0.1%的碳排放來自上游供應(yīng)商和下游用戶。
要實現(xiàn)凈零排放，就必須做出比碳足跡增長速度更快的“去碳化”努力。半導(dǎo)體公司意識到，必須要解決最大的排放源，才能在1.5°C路徑基礎(chǔ)上，實現(xiàn)2050年凈零排放目標。減少供應(yīng)鏈和電子產(chǎn)品用電的排放，需要為全球消費者和企業(yè)提供低碳能源。目前，英特爾、應(yīng)用材料和IBM等半導(dǎo)體企業(yè)已在價值鏈部分取得了重大進展。
SCC和波士頓咨詢公司(BCG)的分析師最近發(fā)表了一份題為“透明、雄心與合作：推進半導(dǎo)體價值鏈的氣候議程”的報告，該報告稱“電力是減排的最大杠桿”，確定低碳能源將解決行業(yè)80%以上的排放問題，主要是通過減少制造和使用設(shè)備的用電量，這可以通過對低碳能源進行大膽的投資來實現(xiàn)。
該報告還公布了以下調(diào)查結(jié)果：
價值鏈排放基準。2021年生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件中，整個生命周期的CO2e(二氧化碳當量)足跡為500公噸(1公噸=1000千克)，其中16%來自供應(yīng)鏈，21%來自制造過程，63%來自設(shè)備的使用。
價值鏈排放的困境。依賴半導(dǎo)體的數(shù)字技術(shù)在降低產(chǎn)業(yè)用電量和排放量方面，發(fā)揮著相當重要作用，但這些設(shè)備同時也在增加整體碳足跡。
未來制造業(yè)的排放情景。政府和企業(yè)都承諾要大幅降低制造業(yè)的排放，但預(yù)計到2050年，制造業(yè)的CO2 排放量仍將比升溫1.5°C的碳預(yù)算高出2.3 Gt(1Gt=10億噸)CO2 當量。
投資和創(chuàng)新，以確定排放與增長脫鉤的解決方案。制造過程中的氣體排放，建立在大量研究和開發(fā)的基礎(chǔ)上，因此現(xiàn)在就需要投資。向低碳能源過渡也是如此。
解決能源問題
亞太地區(qū)需要投資綠色能源，以滿足到2050年的凈零排放需求。核電、水電、綠色氫能和其他替代創(chuàng)新技術(shù)所創(chuàng)造的低碳能源將需要數(shù)萬億美元的投資，半導(dǎo)體價值鏈則占其中很大一部分的投資。
數(shù)據(jù)顯示，低碳能源的最大缺口將出現(xiàn)在沒有足夠土地、河流或海岸線來利用可再生能源的地區(qū)，或者沒有政府大力投資的地方。這些地區(qū)是半導(dǎo)體工具、材料、芯片生產(chǎn)和許多零部件生產(chǎn)的關(guān)鍵地點。如果沒有投資和發(fā)展，電子產(chǎn)品供應(yīng)商將需要轉(zhuǎn)向擁有低碳能源的國家。
半導(dǎo)體行業(yè)和地球不能等待聚變能源或二鋰晶體等遠期技術(shù)來解決氣候問題。氣候變化危機也可以通過合作、投資，以及接受新思維和新挑戰(zhàn)來解決。
