Quatre étapes concrètes pour décarboner la fabrication des semi-conducteurs

La production de semi-conducteurs est une force invisible mais essentielle de la transition durable. Ces microcircuits se retrouvent au cœur d’innovations telles que les panneaux solaires, les éoliennes, les véhicules électriques et les réseaux intelligents. Ils nous permettent d’utiliser l’énergie de manière plus efficiente et de tendre vers un avenir plus durable.

Cependant, la fabrication de ces puces est loin d’être durable. Face à la croissance mondiale de la demande en solutions électroniques avancées, la production de semi-conducteurs connaît une accélération soutenue. La miniaturisation – c’est-à-dire l’intégration d’un nombre croissant de fonctions dans des microcircuits toujours plus puissants – reste un moteur clé du progrès dans l’industrie électronique. Résultat : la production requiert des procédés de plus en plus complexes, entraînant une hausse notable de la consommation d’énergie et d’eau ainsi que l’émission de substances chimiques telles que les gaz à effet de serre.

Une prévision préoccupante

Des études récentes montrent que si la croissance de l’industrie des semi-conducteurs se poursuit au rythme actuel, les émissions de CO₂ pourraient croître d’environ 8 % par an – un constat alarmant. Le besoin de durabilité dans ce secteur apparaît d’autant plus évident lorsqu’on compare son impact à celui d’autres industries : tandis que les émissions mondiales totales atteignent environ 50 milliards de tonnes, l’industrie des technologies de l’information et de la communication (TIC) en représente 1,2 milliard, dont environ 175 millions de tonnes proviennent de la fabrication de semi-conducteurs.

Voici comment nous cartographions les défis

Au-delà de la décarbonation, l’industrie des semi-conducteurs fait face à d’autres défis majeurs en matière de durabilité

• Limites planétaires : les limites planétaires, définies par le Stockholm Resilience Centre, indiquent le niveau de pression que la Terre peut supporter avant de subir des dommages irréversibles. L’industrie des semi-conducteurs doit maintenir ses activités à l’intérieur de ces seuils afin d’éviter des points de bascule écologiques susceptibles d’entraîner de graves conséquences environnementales, telles que la perte de biodiversité.
• Extraction des ressources naturelles : des matières premières clés comme le lithium, le cobalt ou le néodyme sont indispensables aux technologies du futur, mais leur disponibilité demeure limitée. Il est donc nécessaire de développer des méthodes d’extraction et d’utilisation plus efficientes et durables, ainsi que des procédés de recyclage performants pour réduire notre dépendance. Cela inclut également la récupération de gaz nobles tels que l’hélium et le néon, de produits chimiques, ainsi que de métaux rares et coûteux.
• Utilisation de substances dangereuses : la présence de substances nocives telles que les PFAS (substances per- et polyfluoroalkylées) et les SVHC (Substances of Very High Concern) dans les procédés de fabrication des semi-conducteurs représente une préoccupation majeure. Ces produits chimiques ont des effets néfastes sur la santé humaine et sur l’environnement. Les réglementations encadrant leur utilisation se durcissent progressivement et pourraient, à terme, imposer leur élimination complète.
• Eau : la production de semi-conducteurs nécessite d’importantes quantités d’eau ultrapure, exerçant une forte pression sur les ressources disponibles. Une seule usine de semi-conducteurs peut consommer plusieurs dizaines de millions de litres d’eau par jour, soit l’équivalent de la consommation d’une petite ville. Les entreprises du secteur cherchent donc à optimiser leur consommation et à investir dans des technologies favorisant la réutilisation de l’eau.

Quatre mesures concrètes : feuille de route vers un avenir durable

Pour rendre la production de semi-conducteurs plus durable, Deerns élabore, en collaboration avec ses clients, des feuilles de route reposant sur quatre mesures concrètes :

1 – Définir les ambitions

Il s’agit de traduire les ambitions en matière de durabilité en objectifs concrets pour le site de production. De nombreuses entreprises alignent leurs ambitions sur les Objectifs de développement durable (ODD) des Nations unies. Par exemple, un objectif concret pourrait consister à réutiliser au moins 60 % de l’eau dans le processus de production d’ici 2027, réduisant ainsi considérablement la consommation totale. Trois ODD sont particulièrement prioritaires pour l’industrie électronique :

• Lutte contre le changement climatique : réduction des émissions de CO₂ et des autres gaz à effet de serre ; amélioration de l’efficacité énergétique/
• Eau propre et assainissement : réutilisation de l’eau ; optimisation de l’efficacité hydrique
• Écosystèmes, forêts et biodiversité protégés : réduction des émissions nocives ; utilisation responsable des ressources

2 – Projection sur 30 ans

Pour assurer la pérennité d’une usine, il est essentiel d’aller au-delà des besoins à court terme et d’adopter une vision sur 30 ans. Quelles seront les prochaines évolutions en matière de développement technologique, de besoins en matières premières, de nouvelles réglementations ou de tendances sociétales ?

3 – Identifier les principaux “responsables”

Deerns identifie les principaux « responsables » au sein des processus de production et de la chaîne d’approvisionnement. Cette analyse permet de déterminer où se situent les plus grands leviers d’amélioration, ainsi que les risques et la faisabilité des mesures proposées.

4 – Créer une vue d’ensemble claire

Compléter l’analyse par des rapports détaillés, des scénarios prospectifs, des jalons intermédiaires et les investissements associés. Grâce à ces éléments, la mise en œuvre peut débuter de manière ciblée et efficace.

Deerns ne se limite pas à la définition de ces feuilles de route : nous accompagnons également leur déploiement. Forts de notre expertise dans l’industrie des semi-conducteurs et de notre connaissance approfondie des enjeux de durabilité, nous apportons un conseil à haute valeur ajoutée au niveau des procédés. Nous évaluons également la faisabilité économique des mesures envisagées dans un environnement où la production doit fonctionner en continu, 24 heures sur 24 et 365 jours par an. Ainsi, nous aidons les entreprises du secteur électronique et de la fabrication de puces à relever le défi majeur de répondre à la demande mondiale tout en assurant un avenir plus vert.