Schneider Electric | Cabaran industri semikonduktor untuk menyahkarbon dan memenuhi permintaan cip

Industri semikonduktor adalah bahagian penting dalam persekitaran digital kami yang semakin meningkat. Teknologinya termasuk telefon dan komputer yang kami gunakan untuk berkomunikasi, kenderaan dan pesawat yang membolehkan kami mengangkut, peranti perubatan yang membantu mendiagnosis dan merawat penyakit, dan sistem grid elektrik yang menggerakkan bandar kami - semuanya penting untuk kehidupan seharian kita. Tiada masa depan tanpa semikonduktor, tetapi penggunaan meluas semikonduktor juga membawa cabaran alam sekitar yang semakin meningkat.

1，Kos alam sekitar semikonduktor

Untuk memenuhi permintaan, syarikat semikonduktor sedang membina loji pembuatan baharu (FABS) yang boleh menggunakan sehingga 100 megawatt-jam elektrik sejam, lebih daripada banyak loji kereta atau kilang penapisan minyak. Penggunaan elektrik yang begitu besar akan menghasilkan banyak sisa, pelepasan gas rumah hijau dan jejak karbon yang besar.

Pada tahun 2020, pelepasan CO2 industri semikonduktor mencapai 41 juta tan yang mengejutkan, bersamaan dengan pelepasan tahunan 5 juta rumah. Pembuatan semikonduktor global dijangka menggunakan 237 terawatt jam (TWj) elektrik menjelang 2030, yang kira-kira sama dengan jumlah penggunaan elektrik Australia pada 2021.

Dengan kepentingan elektronik yang semakin meningkat, pengeluar mesti menangani isu sekitar penggunaan tenaga dan kemampanan. Penyelidikan terkini oleh McKinsey mendapati bahawa komitmen terkini oleh syarikat semikonduktor utama masih gagal memenuhi keperluan Perjanjian Paris 2016.

Oleh itu, syarikat yang gagal beroperasi dengan lebih mesra alam mungkin menghadapi sekatan dan sekatan yang lebih ketat daripada kerajaan pada masa hadapan, serta lebih sedikit pesanan daripada pelanggan apabila mereka menjadi lebih prihatin terhadap alam sekitar. Sebaliknya, syarikat yang mengoptimumkan kecekapan tenaga pada awalnya akan menjimatkan sumber yang ketara dan membuka diri mereka kepada peluang pertumbuhan yang besar. Untuk melindungi masa depan perniagaan, pengeluar mesti mewujudkan strategi pembangunan mampan sekarang.

2，Untuk mengekalkan kemampanan pembangunan dengan rintangan kejutan

Sebagai tambahan kepada kebimbangan alam sekitar, banyak pengeluar masih berhadapan dengan kejutan dan kesan daripada krisis semikonduktor global. Sepanjang pandemik, "ribut sempurna" acara global telah menyebabkan pengeluaran terhenti: penutupan COVID-19 telah mempercepatkan permintaan untuk elektronik pengguna dan menutup kilang yang menghasilkan komponen yang diperlukan.

Pada masa yang sama, perang perdagangan AS-China, perang Rusia-Ukraine, kejadian cuaca buruk, kebakaran di kemudahan pengeluaran, dan pergantungan umum pada import semikonduktor dan bukannya pembuatan domestik juga telah menyumbang kepada kekurangan bekalan semikonduktor yang berterusan.

Penyelidikan menunjukkan bahawa pada kemuncak kekurangan cip, sebanyak 169 syarikat di seluruh dunia telah terjejas. Industri elektronik pengguna dan automotif menanggung beban. PlayStation 5 sukar didapati, Apple telah mengurangkan sasaran pengeluaran untuk iphone, Toyota telah mengurangkan pengeluaran kenderaan sebanyak 40% dan General Motors telah menggantung pengeluaran kenderaan di kilangnya di Amerika Utara.

Secara keseluruhan, kekurangan semikonduktor menyebabkan industri automotif kehilangan hasil sehingga $210 bilion pada tahun 2021. Walaupun pengeluar kini telah menyesuaikan diri dengan bekalan semikonduktor yang ketat, produk yang semakin kompleks, seperti kenderaan elektrik dengan keselamatan termaju dan sistem pemanduan autonomi, akan terus mempercepatkan. permintaan semikonduktor dan mencetuskan perubahan besar dalam landskap pembuatan. Pengeluaran semikonduktor telah tertumpu di Asia sejak sedekad yang lalu, jadi syarikat dan negara kini sedang mencari untuk membina rantaian bekalan yang lebih pelbagai dan tahan impak.

Pada Oktober 2022, kerajaan AS mengenakan peraturan kawalan eksport untuk mengehadkan pengeluaran cip paling canggih di dunia oleh China. Pada masa yang sama, EU berhasrat untuk menjadi pemain penting melalui Akta Cip Eropah. Apabila pelaburan beralih dari Asia Pasifik ke Amerika Utara dan Eropah, pengeluar mesti bersedia untuk menawarkan perkhidmatan karbon rendah untuk menonjol daripada persaingan.

3，Pelan tiga langkah untuk mencapai daya tahan dan kemampanan

Menentukan garis dasar alam sekitar adalah "kursus yang diperlukan" untuk industri cip untuk mencapai penyahkarbonan.

Di Schneider Electric, kami telah mengenal pasti tiga langkah utama untuk membantu syarikat semikonduktor dari semua jenis dan saiz menterjemahkan matlamat pelepasan sifar bersih yang mampan ke dalam tindakan.

Langkah pertama, yang dipanggil "strategi," melibatkan mengukur prestasi tenaga semasa pengilang dan jejak karbon, dan kemudian membangunkan pelan bersih-sifar yang akan menghasilkan hasil yang ketara. Pada hakikatnya, ini termasuk mewujudkan garis asas untuk pelepasan karbon, memeriksa teknologi digital untuk mengenal pasti jurang dan memaklumkan peta jalan masa hadapan, menilai kebolehlaksanaan teknikal dan ekonomi untuk mengutamakan tindakan, dan mensimulasikan senario pengubahsuaian bangunan untuk membangunkan peta jalan dan garis masa. Khususnya, penggunaan teknologi berkembar digital elektrik dalam reka bentuk dan simulasi sistem kuasa FABS baharu akan menambah baik reka bentuknya dan mengoptimumkan rangkaian untuk memenuhi keperluan dan piawaian tempatan.

Langkah kedua ialah pergi ke digital. Ini bermakna mewujudkan hab digital yang memantau dan menggambarkan penggunaan tenaga dan sumber perniagaan semikonduktor, membolehkan pemimpin membuat keputusan kemampanan berasaskan data dan melaporkan kemajuan ke arah matlamat yang ditetapkan. Sumber kebenaran tunggal ini membantu menjejaki implantasi karbon (termasuk pemodelan maklumat bangunan), serta pengukuran tenaga dan karbon (termasuk bekalan tenaga terpusat dan data utiliti), dan melaksanakan analisis AI berasaskan awan.

Langkah ketiga ialah "penyahkarbonan". Dalam langkah ini, tindakan sebenar akan dilaksanakan dan pengeluar semikonduktor mesti menggunakan cerapan yang diperoleh daripada langkah "menstrategikan" dan "menyahkarbon" untuk mencapai penambahbaikan kemampanan sebenar.

Peningkatan khusus akan bergantung pada penemuan mereka, tetapi contohnya termasuk mengelektrifikasikan kenderaan armada, memasang penjana tenaga boleh diperbaharui, membeli produk rendah - atau tanpa karbon dan menggunakan kecerdasan buatan untuk mengoptimumkan penggunaan tenaga di tapak dalam masa nyata.

4，Bekerja dengan perunding yang boleh dipercayai dan rakan kongsi profesional

Di samping proses tiga langkah "menstrategikan," "pendigitalan," dan "penyahkarbonan," kerjasama dan perkongsian juga merupakan kunci kepada kejayaan industri semikonduktor dalam kemampanan. Kemampanan jangka panjang memerlukan bidang kepakaran dan sokongan yang berbeza, jadi pengeluar mesti menyedari bahawa tiada satu syarikat pun boleh mencapainya sendiri. Sebaliknya, pengeluar dan pembekal semikonduktor mesti bekerjasama untuk memanfaatkan kepakaran dan teknologi luar.

Schneider Electric telah lama memainkan peranan penting dalam membantu syarikat semikonduktor memenuhi cabaran kemampanan dan penyahkarbonan. Sebagai contoh, syarikat itu baru-baru ini bekerjasama dengan Intel, salah satu syarikat reka bentuk dan pembuatan semikonduktor terkemuka dunia, dan Bahan Gunaan, syarikat semikonduktor dan peralatan paparan terbesar di dunia, untuk melancarkan inisiatif "Catalyze": inisiatif kerjasama baharu untuk mempercepatkan penggunaan. tenaga boleh diperbaharui merentasi rantaian nilai semikonduktor global. Dengan bantuan program Catalyze, peneraju industri semikonduktor akan dapat mencapai pelbagai matlamat kemampanan dan kesan daya tahan, termasuk:

◎ Mengintegrasikan kuasa beli tenaga merentas rantaian nilai semikonduktor untuk mempercepatkan penggunaan projek tenaga boleh diperbaharui

◎ Sertai pasaran perjanjian pembelian kuasa skala utiliti

◎ Membangunkan model operasi untuk perancangan rantaian bekalan untuk menutup jurang sasaran tenaga sifar bersih

◎ di kawasan tertentu di dunia tempat rantaian nilai semikonduktor beroperasi, Meningkatkan kesedaran tentang ketersediaan tenaga boleh diperbaharui

◎ Menerajui industri semikonduktor untuk memacu langkah seterusnya yang jelas

5，Kuasa mampan dalam pembuatan semikonduktor

Akhirnya, langkah kemampanan yang proaktif bukan sahaja konsisten dengan matlamat alam sekitar global, tetapi juga masuk akal untuk keuntungan loji pembuatan semikonduktor.

Kajian telah menunjukkan bahawa melaksanakan strategi kemampanan boleh mengurangkan kos dan memberi kesan positif kepada keuntungan operasi sehingga 60%. Di samping itu, mengamalkan amalan mampan mengurangkan risiko jangka panjang dan membuka peluang dalam pasaran baharu.

Sekarang kita nampaknya telah muncul daripada krisis semikonduktor, pengeluar mempunyai potensi untuk mencapai pertumbuhan yang luar biasa melalui penambahbaikan jangka panjang. Mereka bukan sahaja menjimatkan banyak wang, tetapi mereka juga membuka kemungkinan besar untuk kecekapan tenaga. Dan bahagian yang terbaik? Alat untuk melakukan ini ada di hadapan kita. Dengan bantuan rangkaian rakan kongsi yang berpengetahuan, syarikat semikonduktor kini mesti belajar untuk menyahkarbon, mendigitalkan dan menyusun strategi.

FOUNTYL TECHNOLOGIES PTE. LTD. terletak di Singapura, kami memberi tumpuan kepada penyelidikan dan pembangunan, pembuatan dan perkhidmatan teknikal bahagian seramik ketepatan dalam bidang semikonduktor selama lebih daripada 10 tahun. produk utama kami ialah chuck vakum seramik (chuck pin, chuck alur, chuck berliang dan chuck elektrostatik), effector hujung seramik, pelocok seramik dan rasuk & panduan seramik dan menghasilkan pelbagai seramik (seramik berliang, alumina, zirkonia, silikon nitrida, silikon karbida , aluminium nitrida dan seramik dielektrik gelombang mikro dan bahagian) seramik termaju lain.