Quattro azioni concrete per decarbonizzare la produzione di semiconduttori

I microchip sono parte integrante delle tecnologie al centro della transizione energetica, come i pannelli solari, le turbine eoliche, i veicoli elettrici e le reti intelligenti. Tuttavia, la produzione di questi chip è tutt’altro che sostenibile per l’industria elettronica. Da questo punto di vista, l’industria manifatturiera dei semiconduttori ha un ruolo chiave nel tracciare il passo verso un futuro più sostenibile. Nel frattempo, la produzione richiede processi sempre più complessi, che comportano un aumento significativo del consumo di energia e di acqua e delle emissioni di sostanze chimiche come i gas serra.

I microchip sono presenti nei pannelli solari, nelle turbine eoliche, nei veicoli elettrici e nelle reti intelligenti, e ci permettono di utilizzare l’energia in modo più efficiente a garanzia di un futuro più sostenibile.

La miniaturizzazione è un esempio della risposta dell’industria alla necessità di microchip più potenti (“legge di Moore”) per soddisfare l’incessante domanda globale.

Una previsione preoccupante

Recenti ricerche dimostrano che se la crescita dell’industria dei semiconduttori continuerà, leemissioni di CO2 aumenteranno di circa l’8% all’anno: una previsione preoccupante. La necessità di sostenibilità nell’industria dei semiconduttori diventa ancora più chiara se si confronta il suo q impatto con altri settori: mentre le emissioni globali di CO2 sono di circa 50 miliardi di tonnellate, l’industria ICT è responsabile di 1,2 miliardi di tonnellate e il settore dei semiconduttori di circa 175 milioni di tonnellate.

Ecco dove si collocano le sfide

Oltre alla decarbonizzazione, l’industria dei semiconduttori deve affrontare altre importanti sfide di sostenibilità:

• Limiti planetari: i limiti planetari, stabiliti dal Centro di resilienza di Stoccolma, indicano la pressione che la Terra può sopportare prima che si verifichino danni irreparabili. L’industria dei semiconduttori deve rimanere all’interno di questi confini per evitare punti critici ecologici che potrebbero portare a gravi danni ambientali, come la perdita di biodiversità.
• Recupero delle risorse naturali: Materie prime fondamentali come litio, cobalto e neodimio sono essenziali per le tecnologie del futuro, ma la loro disponibilità è limitata. Sono necessari metodi efficienti e sostenibili per l’estrazione e l’utilizzo di questi materiali, nonché metodi di riciclaggio efficaci per ridurre la nostra dipendenza. Consideriamo il recupero di gas nobili come l’elio e il neon, di sostanze chimiche e di metalli rari e costosi.
• Uso di sostanze pericolose: La presenza di sostanze pericolose come i PFAS (sostanze poli- e perfluoroalchiliche) e le SVHC nei processi di produzione dei semiconduttori è una delle principali preoccupazioni. Queste sostanze chimiche hanno infatti effetti nocivi sia sulla salute umana che sull’ambiente. Le normative sull’uso di queste sostanze stanno diventando sempre più severe e potrebbero persino portare all’eliminazione obbligatoria.
• Acqua: La produzione di semiconduttori richiede grandi quantità di acqua ultrapura, con un pesante carico sulle risorse disponibili. Una singola fabbrica di semiconduttori può consumare decine di milioni di litri d’acqua al giorno, pari al consumo idrico di una piccola città. Le aziende dell’industria dei semiconduttori cercano quindi di ottimizzare il consumo di acqua e di investire in tecnologie che ne consentano il riutilizzo.

La roadmap verso un futuro sostenibile

Le sfide sopra descritte non possono essere sottovalutate. Per rendere la produzione di semiconduttori più sostenibile, Deerns, insieme ai suoi clienti, sviluppa una tabella di marcia che comprende quattro azioni concrete:

1 – Definire traguardi e ambizioni

Tradurre le ambizioni di sostenibilità in obiettivi concreti per l’impianto di produzione. Molte aziende hanno fissato le proprie ambizioni sulla base degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDG) delle Nazioni Unite. Ad esempio, un obiettivo concreto potrebbe essere quello di riutilizzare almeno il 60% dell’acqua nel processo produttivo entro il 2027, riducendo così in modo significativo il consumo di acqua. I seguenti tre SDGS sono particolarmente urgenti per l’industria elettronica:

• Contrastare il cambiamento climatico: Riduzione delleemissioni di CO2 e di altri gas a effetto serra; utilizzo più efficiente delle risorse energetiche.
• Acqua pulita e servizi igienici: Riutilizzo dell’acqua; efficienza idrica
• Ecosistemi, foreste e biodiversità protetti: Ridurre le emissioni nocive; utilizzare le risorse in modo responsabile.

2 – Prospettive a 30 anni

Quando si tratta di rendere una fabbrica a prova di futuro, è importante guardare oltre le esigenze a breve termine e guardare piuttosto a 30 anni. Cosa c’è dopo, se si considerano gli sviluppi tecnologici, i requisiti delle materie prime, le nuove normative e le tendenze della società. Spesso le misure da adottare sono molto costose e l’ammortamento è distribuito su 10 decimi di anno.

3 – Individuare i principali responsabili

Identificare i principali “responsabili all’interno dei processi produttivi e dei fornitori (catena di fornitura). Questo aiuta a identificare dove si trova il maggior potenziale di miglioramento, nonché il rischio e la fattibilità delle misure proposte.

4 – Creare una chiara visione d’insieme

Completate il quadro con relazioni dettagliate, analisi di scenario, tappe intermedie e investimenti associati. Con queste informazioni, è possibile avviare l’implementazione in modo mirato ed efficiente.

Deerns non solo aiuta i produttori di semiconduttori a redigere queste roadmap e a guidarne l’attuazione. Grazie alla nostra esperienza nell’industria dei semiconduttori e alla conoscenza approfondita della sostenibilità, possiamo fornire preziosi consigli a livello di processo. Valutiamo anche se le misure da adottare sono economicamente fattibili e realizzabili in un ambiente in cui la produzione deve continuare 24 ore su 24, 365 giorni all’anno. In questo modo aiutiamo le aziende di elettronica e di produzione di chip a superare la difficile sfida di soddisfare la domanda globale garantendo un futuro più verde.