Schneider eléctrico | El desafío de la industria de los semiconductores de descarbonizar y satisfacer la demanda de chips

La industria de los semiconductores es una parte importante de nuestro entorno cada vez más digital. Sus tecnologías incluyen los teléfonos y computadoras que utilizamos para comunicarnos, los vehículos y aviones que nos permiten transportarnos, los dispositivos médicos que ayudan a diagnosticar y tratar enfermedades y los sistemas de redes eléctricas que alimentan nuestras ciudades, todos ellos esenciales para nuestra vida diaria. No hay futuro sin semiconductores, pero su uso generalizado también plantea crecientes desafíos medioambientales.

1. El coste medioambiental de los semiconductores.

Para satisfacer la demanda, las empresas de semiconductores están construyendo nuevas plantas de fabricación (FABS) que pueden consumir hasta 100 megavatios-hora de electricidad por hora, más que muchas plantas de automóviles o refinerías de petróleo. Un consumo tan grande de electricidad producirá una gran cantidad de residuos, emisiones de gases de efecto invernadero y una gran huella de carbono.

En 2020, las emisiones de CO2 de la industria de los semiconductores alcanzaron la asombrosa cifra de 41 millones de toneladas, equivalente a las emisiones anuales de 5 millones de hogares. Se espera que la fabricación mundial de semiconductores consuma 237 teravatios hora (TWh) de electricidad para 2030, lo que equivale aproximadamente al consumo total de electricidad de Australia en 2021.

Con la creciente importancia de la electrónica, los fabricantes deben abordar cuestiones relacionadas con el consumo de energía y la sostenibilidad. Una investigación reciente de McKinsey encontró que los últimos compromisos de las principales empresas de semiconductores aún no cumplen con los requisitos del Acuerdo de París de 2016.

Por lo tanto, las empresas que no operen de manera más ambiental pueden enfrentar restricciones y sanciones más estrictas por parte del gobierno en el futuro, así como menos pedidos de los clientes a medida que se vuelvan más conscientes del medio ambiente. Por el contrario, aquellas empresas que optimicen la eficiencia energética desde el principio ahorrarán importantes recursos y se abrirán a enormes oportunidades de crecimiento. Para proteger el futuro del negocio, los fabricantes deben establecer ahora una estrategia de desarrollo sostenible.

2. Mantener la sostenibilidad del desarrollo con resistencia a los impactos.

Además de las preocupaciones medioambientales, muchos fabricantes todavía están lidiando con el impacto y las consecuencias de la crisis mundial de los semiconductores. A lo largo de la pandemia, una "tormenta perfecta" de eventos globales prácticamente paralizó la producción: el bloqueo de COVID-19 aceleró la demanda de productos electrónicos de consumo y cerró fábricas que producen los componentes necesarios.

Al mismo tiempo, la guerra comercial entre Estados Unidos y China, la guerra entre Rusia y Ucrania, los fenómenos climáticos severos, los incendios en las instalaciones de producción y una dependencia general de las importaciones de semiconductores en lugar de la fabricación nacional también han contribuido a la continua falta de suministro de semiconductores.

Las investigaciones muestran que en el punto álgido de la escasez de chips, hasta 169 empresas de todo el mundo se vieron afectadas. Las industrias de la electrónica de consumo y la automoción son las más afectadas. La PlayStation 5 es difícil de conseguir, Apple ha recortado los objetivos de producción de iPhones, Toyota ha reducido la producción de vehículos en un 40% y General Motors ha suspendido la producción de vehículos en sus plantas de América del Norte.

En general, la escasez de semiconductores le costó a la industria automotriz hasta 210 mil millones de dólares en ingresos perdidos en 2021. Si bien los fabricantes ahora se han adaptado a la escasez de suministro de semiconductores, productos cada vez más complejos, como vehículos eléctricos con sistemas avanzados de seguridad y conducción autónoma, seguirán acelerándose. demanda de semiconductores y desencadenar cambios importantes en el panorama manufacturero. La producción de semiconductores se ha concentrado en Asia durante la última década, por lo que las empresas y los países ahora buscan construir cadenas de suministro más diversas y resilientes a los impactos.

En octubre de 2022, el gobierno de Estados Unidos impuso reglas de control de exportaciones para limitar la producción china de los chips más avanzados del mundo. Al mismo tiempo, la UE pretende convertirse en un actor importante a través de la Ley Europea de Chips. A medida que la inversión se traslada de Asia Pacífico a América del Norte y Europa, los fabricantes deben estar preparados para ofrecer servicios con bajas emisiones de carbono para destacarse de la competencia.

3, Un plan de tres pasos para lograr resiliencia y sostenibilidad

Determinar la línea de base ambiental es un "curso obligatorio" para que la industria de chips logre la descarbonización.

En Schneider Electric, hemos identificado tres pasos clave para ayudar a las empresas de semiconductores de todo tipo y tamaño a poner en práctica objetivos sostenibles de emisiones netas cero.

El primer paso, llamado "elaboración de estrategias", implica medir el desempeño energético y la huella de carbono actuales del fabricante, y luego desarrollar un plan neto cero que producirá resultados tangibles. En realidad, esto incluye establecer una línea de base para las emisiones de carbono, examinar las tecnologías digitales para identificar brechas e informar futuras hojas de ruta, evaluar la viabilidad técnica y económica para priorizar las acciones y simular escenarios de renovación de edificios para desarrollar hojas de ruta y cronogramas. En particular, el uso de la tecnología de gemelos digitales eléctricos en el diseño y simulación del nuevo sistema de energía FABS mejorará su diseño y optimizará la red para cumplir con los requisitos y estándares locales.

El segundo paso es digitalizarse. Esto significa crear un centro digital que monitoree y visualice el uso de energía y recursos de las empresas de semiconductores, permitiendo a los líderes tomar decisiones de sostenibilidad basadas en datos e informar sobre el progreso hacia los objetivos establecidos. Esta única fuente de verdad ayuda a rastrear la implantación de carbono (incluido el modelado de información de construcción), así como las mediciones de energía y carbono (incluido el suministro de energía centralizado y los datos de servicios públicos), e implementar análisis de IA basados ​​en la nube.

El tercer paso es la "descarbonización". En este paso, se pondrá en práctica la acción real y los fabricantes de semiconductores deben utilizar los conocimientos adquiridos en los pasos de "estrategia" y "descarbonización" para lograr mejoras reales en materia de sostenibilidad.

Las actualizaciones específicas dependerán de sus hallazgos, pero los ejemplos incluyen la electrificación de flotas de vehículos, la instalación de generadores de energía renovable, la compra de productos con bajas o nulas emisiones de carbono y el uso de inteligencia artificial para optimizar el consumo de energía in situ en tiempo real.

4. Trabaje con consultores confiables y socios profesionales.

Además del proceso de tres pasos de "elaboración de estrategias", "digitalización" y "descarbonización", la colaboración y las asociaciones también son clave para el éxito de la industria de los semiconductores en materia de sostenibilidad. La sostenibilidad a largo plazo requiere diferentes áreas de experiencia y apoyo, por lo que los fabricantes deben reconocer que ninguna empresa puede lograrlo por sí sola. En cambio, los productores y proveedores de semiconductores deben trabajar juntos para aprovechar la experiencia y la tecnología externas.

Schneider Electric ha desempeñado durante mucho tiempo un papel importante a la hora de ayudar a las empresas de semiconductores a afrontar los desafíos de sostenibilidad y descarbonización. Por ejemplo, la empresa se asoció recientemente con Intel, una de las empresas de diseño y fabricación de semiconductores líderes en el mundo, y Applied Materials, la empresa de equipos de visualización y semiconductores más grande del mundo, para lanzar la iniciativa "Catalyze": una nueva iniciativa colaborativa para acelerar el uso. de energía renovable en toda la cadena de valor global de semiconductores. Con la ayuda del programa Catalyze, los líderes de la industria de semiconductores podrán alcanzar una variedad de objetivos de sostenibilidad y resiliencia al impacto, que incluyen:

◎ Integrar el poder adquisitivo de energía en toda la cadena de valor de los semiconductores para acelerar el despliegue de proyectos de energía renovable.

◎ Participar en el mercado de acuerdos de compra de energía a escala de servicios públicos.

◎ Desarrollar modelos operativos para la planificación de la cadena de suministro para cerrar la brecha del objetivo de energía neta cero

◎ en regiones específicas del mundo donde opera la cadena de valor de los semiconductores, creando conciencia sobre la disponibilidad de energía renovable

◎ Liderar la industria de semiconductores para impulsar próximos pasos claros

5, Energía sostenible en la fabricación de semiconductores.

En última instancia, las medidas proactivas de sostenibilidad no sólo son consistentes con los objetivos ambientales globales, sino que también tienen sentido para los resultados de las plantas de fabricación de semiconductores.

Los estudios han demostrado que la implementación de estrategias de sostenibilidad puede reducir los costos y tener un impacto positivo en las ganancias operativas de hasta un 60%. Además, la adopción de prácticas sostenibles reduce los riesgos a largo plazo y abre oportunidades en nuevos mercados.

Ahora que parece que hemos salido de la crisis de los semiconductores, los fabricantes tienen el potencial de lograr un enorme crecimiento mediante mejoras a largo plazo. No sólo ahorran mucho dinero, sino que también abren enormes posibilidades de eficiencia energética. ¿Y la mejor parte? Las herramientas para hacer esto están justo frente a nosotros. Con la ayuda de una red de socios expertos, las empresas de semiconductores ahora deben aprender a descarbonizar, digitalizar y elaborar estrategias.

FOUNTYL TECNOLOGÍAS PTE. LIMITADO. estaba ubicada en Singapur, nos centramos en la investigación y el desarrollo, la fabricación y los servicios técnicos de piezas cerámicas de precisión en el campo de los semiconductores durante más de 10 años. Nuestro producto principal son mandril de vacío de cerámica (mandril de pasador, mandril de ranura, mandril poroso y mandril electrostático), efector final de cerámica, émbolo de cerámica y viga y guía de cerámica y produce varios tipos de cerámica (cerámica porosa, alúmina, circonio, nitruro de silicio, carburo de silicio). , nitruro de aluminio y cerámica dieléctrica para microondas y otras piezas cerámicas avanzadas.