اشنایدر الکتریک | چالش صنعت نیمه هادی برای کربن زدایی و تامین تقاضای تراشه

صنعت نیمه هادی بخش مهمی از محیط دیجیتالی فزاینده ما است. فناوری‌های آن شامل تلفن‌ها و رایانه‌هایی است که برای برقراری ارتباط از آن‌ها استفاده می‌کنیم، وسایل نقلیه و هواپیماهایی که ما را قادر به حمل‌ونقل می‌کنند، دستگاه‌های پزشکی که به تشخیص و درمان بیماری‌ها کمک می‌کنند، و سیستم‌های شبکه برقی که شهرهای ما را نیرو می‌دهند - همه برای زندگی روزمره ما ضروری هستند. هیچ آینده ای بدون نیمه هادی ها وجود ندارد، اما استفاده گسترده از نیمه هادی ها چالش های زیست محیطی فزاینده ای را نیز به همراه دارد.

1، هزینه زیست محیطی نیمه هادی ها

برای پاسخگویی به تقاضا، شرکت های نیمه هادی در حال ساخت کارخانه های جدید تولیدی (FABS) هستند که می توانند تا 100 مگاوات ساعت برق در ساعت مصرف کنند که بیشتر از بسیاری از کارخانه های خودروسازی یا پالایشگاه های نفت است. چنین مصرف زیاد برق باعث تولید زباله های زیادی، انتشار گازهای گلخانه ای و ردپای بزرگ کربن می شود.

در سال 2020، انتشار CO2 در صنعت نیمه هادی به 41 میلیون تن رسید که معادل انتشار سالانه 5 میلیون خانه است. انتظار می رود تولید جهانی نیمه هادی ها تا سال 2030 237 تراوات ساعت (TWh) برق مصرف کند که تقریباً برابر با کل مصرف برق استرالیا در سال 2021 است.

با اهمیت فزاینده الکترونیک، تولیدکنندگان باید به مسائلی در مورد مصرف انرژی و پایداری بپردازند. تحقیقات اخیر مک کینزی نشان داد که آخرین تعهدات شرکت‌های بزرگ نیمه‌رسانا همچنان از الزامات توافقنامه پاریس ۲۰۱۶ فاصله دارد.

بنابراین، شرکت‌هایی که نتوانند از لحاظ زیست‌محیطی بیشتر فعالیت کنند، ممکن است در آینده با محدودیت‌ها و تحریم‌های سخت‌تری از سوی دولت مواجه شوند و همچنین با توجه به آگاهی‌های بیشتر مشتریان، با سفارش‌های کمتری از سوی مشتریان مواجه شوند. در مقابل، آن دسته از شرکت‌هایی که کارایی انرژی را زود بهینه می‌کنند، منابع قابل توجهی را ذخیره کرده و فرصت‌های رشد عظیمی را برای خود باز می‌کنند. به منظور محافظت از آینده کسب و کار، تولیدکنندگان باید هم اکنون یک استراتژی توسعه پایدار ایجاد کنند.

2، برای حفظ پایداری توسعه با مقاومت در برابر ضربه

علاوه بر نگرانی های زیست محیطی، بسیاری از تولیدکنندگان همچنان با شوک و پیامدهای بحران جهانی نیمه هادی ها دست و پنجه نرم می کنند. در سرتاسر همه‌گیری، «طوفان بی‌نقص» رویدادهای جهانی تولید را متوقف کرده است: قرنطینه COVID-19 هم تقاضا برای لوازم الکترونیکی مصرفی را تسریع کرده و هم کارخانه‌هایی را که قطعات مورد نیاز را تولید می‌کنند تعطیل کرده است.

در عین حال، جنگ تجاری ایالات متحده و چین، جنگ روسیه و اوکراین، حوادث آب و هوایی شدید، آتش سوزی در تاسیسات تولید، و اتکای کلی به واردات نیمه هادی به جای تولید داخلی نیز در ادامه کمبود عرضه نیمه هادی نقش داشته است.

تحقیقات نشان می دهد که در اوج کمبود تراشه، 169 شرکت در سراسر جهان تحت تاثیر قرار گرفتند. صنایع الکترونیک مصرفی و خودرو بیشترین بار را متحمل می شوند. دستیابی به پلی استیشن 5 سخت است، اپل اهداف تولید آیفون را کاهش داده است، تویوتا تولید خودرو را تا 40 درصد کاهش داده و جنرال موتورز تولید خودرو در کارخانه های خود در آمریکای شمالی را به حالت تعلیق درآورده است.

به طور کلی، کمبود نیمه هادی ها در سال 2021 تا 210 میلیارد دلار ضرر از دست رفته صنعت خودرو را به همراه داشت. در حالی که سازندگان اکنون با عرضه کم نیمه هادی ها سازگار شده اند، محصولات پیچیده فزاینده، مانند خودروهای الکتریکی با ایمنی پیشرفته و سیستم های رانندگی خودکار، به شتاب خود ادامه خواهند داد. تقاضای نیمه هادی ها و ایجاد تغییرات عمده در چشم انداز تولید. تولید نیمه هادی در دهه گذشته در آسیا متمرکز شده است، بنابراین شرکت ها و کشورها اکنون به دنبال ایجاد زنجیره های تامین متنوع تر و مقاوم در برابر ضربه هستند.

در اکتبر 2022، دولت ایالات متحده قوانین کنترل صادرات را برای محدود کردن تولید پیشرفته ترین تراشه های جهان توسط چین اعمال کرد. در عین حال، اتحادیه اروپا قصد دارد از طریق قانون چیپس اروپا به یک بازیگر مهم تبدیل شود. با تغییر سرمایه گذاری از آسیا و اقیانوسیه به آمریکای شمالی و اروپا، تولیدکنندگان باید آماده ارائه خدمات کم کربن باشند تا از رقبا متمایز شوند.

3، یک برنامه سه مرحله ای برای دستیابی به تاب آوری و پایداری

تعیین خط پایه زیست محیطی یک "دوره لازم" برای صنعت تراشه برای دستیابی به کربن زدایی است.

در اشنایدر الکتریک، ما سه مرحله کلیدی را برای کمک به شرکت‌های نیمه‌رسانا در هر نوع و اندازه‌ای شناسایی کرده‌ایم که اهداف انتشار پایدار و خالص صفر را به عمل تبدیل کنند.

اولین مرحله که «استراتژی‌سازی» نامیده می‌شود، شامل اندازه‌گیری عملکرد انرژی فعلی و ردپای کربن تولیدکننده و سپس توسعه یک طرح خالص صفر است که نتایج ملموسی را به همراه خواهد داشت. در واقع، این شامل ایجاد یک خط پایه برای انتشار کربن، بررسی فناوری‌های دیجیتال برای شناسایی شکاف‌ها و اطلاع‌رسانی به نقشه‌های راه آینده، ارزیابی امکان‌سنجی فنی و اقتصادی برای اولویت‌بندی اقدامات، و شبیه‌سازی سناریوهای نوسازی ساختمان برای توسعه نقشه‌های راه و جدول زمانی است. به طور خاص، استفاده از فناوری دوقلو دیجیتال الکتریکی در طراحی و شبیه سازی سیستم قدرت جدید FABS، طراحی آن را بهبود بخشیده و شبکه را برای برآورده کردن الزامات و استانداردهای محلی بهینه می کند.

مرحله دوم دیجیتالی شدن است. این به معنای ایجاد یک هاب دیجیتالی است که مصرف انرژی و منابع کسب و کارهای نیمه هادی را نظارت و تجسم می کند و رهبران را قادر می سازد تا تصمیمات پایداری مبتنی بر داده را اتخاذ کنند و از پیشرفت به سمت اهداف تعیین شده گزارش دهند. این منبع منفرد حقیقت به ردیابی کاشت کربن (از جمله مدل‌سازی اطلاعات ساختمان)، و همچنین اندازه‌گیری انرژی و کربن (از جمله تامین انرژی متمرکز و داده‌های کاربردی) و پیاده‌سازی تحلیل‌های هوش مصنوعی مبتنی بر ابر کمک می‌کند.

مرحله سوم "کربن زدایی" است. در این مرحله، اقدام واقعی عملی خواهد شد و سازندگان نیمه هادی باید از بینش به دست آمده از مراحل "استراتژی" و "کربن زدایی" برای دستیابی به بهبود پایداری واقعی استفاده کنند.

به‌روزرسانی‌های خاص به یافته‌های آن‌ها بستگی دارد، اما نمونه‌هایی شامل برق‌رسانی خودروهای ناوگان، نصب ژنراتورهای انرژی تجدیدپذیر، خرید محصولات کم کربن یا بدون کربن و استفاده از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در محل در زمان واقعی است.

4، با مشاوران قابل اعتماد و شرکای حرفه ای کار کنید

علاوه بر فرآیند سه مرحله‌ای «استراتژی‌سازی»، «دیجیتال‌سازی» و «کربن‌زدایی»، همکاری و مشارکت نیز کلید موفقیت صنعت نیمه‌رسانا در پایداری است. پایداری بلندمدت مستلزم حوزه‌های مختلف تخصص و پشتیبانی است، بنابراین تولیدکنندگان باید بدانند که هیچ شرکتی نمی‌تواند به تنهایی به این هدف دست یابد. درعوض، تولیدکنندگان و تامین کنندگان نیمه هادی باید با یکدیگر همکاری کنند تا از تخصص و فناوری خارجی بهره ببرند.

اشنایدر الکتریک مدت هاست که نقش مهمی در کمک به شرکت های نیمه هادی برای مقابله با چالش های پایداری و کربن زدایی داشته است. به عنوان مثال، این شرکت اخیراً با اینتل، یکی از شرکت‌های پیشرو در زمینه طراحی و تولید نیمه‌هادی‌ها، و Applied Materials، بزرگترین شرکت نیمه‌رسانا و تجهیزات نمایشگر در جهان، برای راه‌اندازی ابتکار «Catalyze»: یک ابتکار مشترک جدید برای تسریع در استفاده، شریک شد. انرژی های تجدیدپذیر در سراسر زنجیره ارزش نیمه هادی های جهانی با کمک برنامه Catalyze، رهبران صنعت نیمه هادی قادر خواهند بود به طیف وسیعی از اهداف پایداری و انعطاف پذیری تأثیرگذار برسند، از جمله:

◎ ادغام قدرت خرید انرژی در سراسر زنجیره ارزش نیمه هادی برای تسریع در استقرار پروژه های انرژی تجدید پذیر

◎ در بازار قرارداد خرید برق در مقیاس شهری شرکت کنید

◎ توسعه مدل‌های عملیاتی برای برنامه‌ریزی زنجیره تامین برای بستن شکاف هدف انرژی صفر خالص

◎ در مناطق خاصی از جهان که زنجیره ارزش نیمه هادی ها در حال فعالیت است، افزایش آگاهی از در دسترس بودن انرژی های تجدید پذیر

◎ پیشروی در صنعت نیمه هادی برای هدایت گام های بعدی واضح

5، قدرت پایدار در تولید نیمه هادی

در نهایت، اقدامات پایدار پایدار نه تنها با اهداف زیست محیطی جهانی سازگار است، بلکه برای کارخانه های تولید نیمه هادی منطقی است.

مطالعات نشان داده است که اجرای استراتژی های پایداری می تواند هزینه ها را کاهش دهد و تا 60 درصد بر سود عملیاتی تأثیر مثبت بگذارد. علاوه بر این، اتخاذ شیوه های پایدار خطرات بلندمدت را کاهش می دهد و فرصت هایی را در بازارهای جدید باز می کند.

اکنون که به نظر می رسد از بحران نیمه هادی خارج شده ایم، تولیدکنندگان پتانسیل رسیدن به رشد فوق العاده را از طریق بهبودهای بلندمدت دارند. آنها نه تنها در هزینه های زیادی صرفه جویی می کنند، بلکه فرصت های زیادی را برای بهره وری انرژی باز می کنند. و بهترین بخش؟ ابزار انجام این کار درست در مقابل ما قرار دارد. با کمک شبکه ای از شرکای آگاه، شرکت های نیمه هادی اکنون باید کربن زدایی، دیجیتالی کردن و استراتژی را بیاموزند.

FOUNTYL TECHNOLOGIES PTE. محدود در سنگاپور واقع شده است، ما بیش از 10 سال است که بر تحقیق و توسعه، ساخت و خدمات فنی قطعات سرامیکی دقیق در زمینه نیمه هادی تمرکز می کنیم. محصول اصلی ما چاک وکیوم سرامیکی (پین چاک، چاک شیار، چاک متخلخل و چاک الکترواستاتیک)، افکتور انتهایی سرامیکی، پیستون سرامیکی و تیر و راهنمای سرامیکی است و انواع سرامیک (سرامیک متخلخل، آلومینا، زیرکونیا، نیترید سیلیکون، سیلیکون کاربید) تولید می کند. ، نیترید آلومینیوم و سرامیک دی الکتریک مایکروویو و سایر قطعات سرامیکی پیشرفته).