Cuatro pasos para descarbonizar la fabricación de semiconductores

Los microchips están muy ligados a tecnologías emblemáticas de la transición energética, como los paneles solares, los aerogeneradores, los vehículos eléctricos y las redes inteligentes. Sin embargo, la producción de estos chips dista mucho de ser sostenible en la industria electrónica. Desde este punto de vista, la industria de fabricación de semiconductores tiene un papel clave a la hora de marcar el paso hacia un futuro más sostenible. Mientras tanto, su producción requiere procesos cada vez más complejos, lo que conlleva un aumento significativo del consumo de energía y agua y de las emisiones de sustancias químicas como los gases de efecto invernadero.

Los microchips se encuentran en innovaciones como paneles solares, turbinas eólicas, vehículos eléctricos y redes inteligentes. Como resultado, podemos utilizar la energía de forma más eficiente y lograr un futuro más sostenible.

La miniaturización es un ejemplo de la respuesta de la industria a la necesidad de microchips más potentes («ley de Moore») para satisfacer la incesante demanda mundial.

Una predicción preocupante

Según estudios recientes, si continúa el crecimiento de la industria de semiconductores, las emisiones de CO2 aumentarán en torno a un 8% anual, una predicción preocupante. La necesidad de sostenibilidad en la industria de semiconductores se hace aún más patente si comparamos su impacto con el de otros sectores; mientras que el total de emisiones mundiales ronda los 50.000 millones de toneladas, la industria de las TIC es responsable de 1.200 millones de toneladas y la fabricación de semiconductores de unos 175 millones de toneladas.

El lugar donde enfrentamos los retos

Además de la descarbonización, la industria de los semiconductores se enfrenta a otros retos importantes en materia de sostenibilidad:

• Límites planetarios: establecidos por el Centro de Resiliencia de Estocolmo, muestran cuánta presión puede soportar la Tierra antes de que se produzcan daños irreparables. La industria de los semiconductores debe mantenerse dentro de estos límites para evitar puntos de inflexión ecológicos que podrían provocar graves daños medioambientales, como la pérdida de biodiversidad.
• Recuperación de recursos naturales: materias primas clave como el litio, el cobalto y el neodimio son esenciales para las tecnologías del futuro, pero su disponibilidad es limitada. Se necesitan métodos eficientes y sostenibles para su extracción y uso, así como métodos de reciclaje eficaces para reducir nuestra dependencia. Hay que considerar la recuperación de gases nobles como el helio y el neón, productos químicos y metales raros y caros.
• Uso de sustancias peligrosas: la presencia de sustancias peligrosas como las PFAS (sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas) y las SVHC (sustancias extremadamente preocupantes) en los procesos de fabricación de semiconductores es motivo de gran preocupación. Esto se debe a que estas sustancias químicas tienen efectos nocivos, tanto para la salud humana como para el medio ambiente. Las normativas sobre su uso son cada vez más estrictas y pueden llegar a obligar a su eliminación progresiva.
• Consumo de agua: la producción de semiconductores requiere grandes cantidades de agua ultrapura, lo que supone una pesada carga para los recursos disponibles. Una sola fábrica de semiconductores puede consumir decenas de millones de litros de agua al día, lo que equivale al consumo de agua de una pequeña ciudad. Por ello, las empresas de la industria de semiconductores se esfuerzan por optimizar su consumo de agua e invierten en tecnologías que permitan su reutilización.

La hoja de ruta hacia un futuro sostenible

No hay que subestimar los retos mencionados. Para que la producción de semiconductores sea más sostenible, Deerns, junto con sus clientes, desarrolla una hoja de ruta con cuatro medidas concretas:

• Establecer retos

Traducir los retos de sostenibilidad en objetivos concretos para la planta de producción. Muchas empresas han establecido sus retos basándose en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS ) de la ONU. Por ejemplo, un objetivo concreto podría ser reutilizar al menos el 60 % del agua en el proceso de producción para 2027, reduciendo así significativamente el consumo. Los tres ODS siguientes son especialmente urgentes para la industria electrónica:

Lucha contra el cambio climático: reducción de las emisiones de CO2 y otros gases de efecto invernadero; uso más eficiente de los recursos energéticos.

Agua limpia y saneamiento: reutilización del agua; eficiencia hídrica.

Ecosistemas protegidos, bosques y biodiversidad: reducción de las emisiones nocivas; uso responsable de los recursos

• Perspectiva a 30 años

A la hora de preparar una fábrica para el futuro, es importante considerar no solo las necesidades a corto plazo sino tener una perspectiva a 30 años. Hay que tener en cuenta los avances tecnológicos, las necesidades de materias primas, las nuevas normativas y las tendencias sociales. A menudo, las medidas que hay que tomar son muy costosas y la amortización se reparte en 10 décimas partes de un año.

• Identificar a los principales «culpables»

Identificar a los principales «culpables» tanto en los procesos de producción como entre los proveedores (cadena de suministro) para identificar dónde reside el mayor potencial de mejora, así como los riesgos y la viabilidad de las medidas propuestas.

• Crear una visión de conjunto clara

Completar todo el panorama con informes detallados, análisis de escenarios, hitos provisionales e inversiones asociadas. Con esta información, se podrá iniciar la implantación de forma centrada y eficaz.

Deerns no solo ayuda a los fabricantes de semiconductores a elaborar estas hojas de ruta, sino que también colabora en su aplicación. Gracias a nuestra experiencia en la industria de semiconductores y a nuestros profundos conocimientos sobre sostenibilidad, podemos ofrecer un valioso asesoramiento a nivel de procesos. También evaluamos si las medidas a tomar son económicamente viables y factibles en un entorno en el que la producción debe ser 24 horas al día, 365 días al año. Así es como ayudamos a las empresas de electrónica y producción de chips a superar el difícil reto de satisfacer la demanda mundial y, al mismo tiempo, garantizar un futuro más ecológico.