슈나이더 일렉트릭 | 탈탄소화와 칩 수요 충족을 위한 반도체 산업의 과제

반도체 산업은 점점 더 디지털화되는 환경에서 중요한 부분을 차지합니다. 그 기술에는 우리가 통신하는 데 사용하는 전화와 컴퓨터, 운송에 사용되는 차량과 비행기, 질병 진단 및 치료에 도움이 되는 의료 기기, 도시에 전력을 공급하는 전력망 시스템이 포함되며 모두 우리 일상 생활에 필수적입니다. 반도체 없이는 미래가 없지만, 반도체의 광범위한 사용으로 인해 환경 문제도 커지고 있습니다.

1. 반도체의 환경 비용

수요를 충족하기 위해 반도체 회사들은 많은 자동차 공장이나 정유소보다 더 많은 시간당 최대 100MWh의 전력을 소비할 수 있는 새로운 제조 공장(FABS)을 건설하고 있습니다. 이러한 대규모 전력 소비는 많은 폐기물, 온실가스 배출 및 큰 탄소 발자국을 발생시킵니다.

2020년 반도체 산업의 CO2 배출량은 무려 4,100만 톤에 이르렀으며, 이는 500만 가구의 연간 배출량에 해당합니다. 전 세계 반도체 제조는 2030년까지 237테라와트시(TWh)의 전력을 소비할 것으로 예상되며, 이는 2021년 호주의 총 전력 소비량과 거의 동일합니다.

전자제품의 중요성이 커짐에 따라 제조업체는 에너지 소비 및 지속 가능성과 관련된 문제를 해결해야 합니다. McKinsey의 최근 연구에 따르면 주요 반도체 회사의 최근 약속은 여전히 ​​2016년 파리 협정의 요구 사항에 미치지 못하는 것으로 나타났습니다.

따라서 보다 환경적으로 운영하지 못하는 기업은 향후 정부로부터 더욱 엄격한 규제와 제재를 받게 될 뿐만 아니라 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고객의 주문도 줄어들 수 있습니다. 이와 대조적으로 초기에 에너지 효율성을 최적화하는 기업은 상당한 자원을 절약하고 엄청난 성장 기회를 열어줄 것입니다. 비즈니스의 미래를 보호하기 위해 제조업체는 지금 지속 가능한 개발 전략을 수립해야 합니다.

2，충격 방지 기능으로 개발의 지속 가능성을 유지합니다.

환경 문제 외에도 많은 제조업체들은 여전히 ​​글로벌 반도체 위기로 인한 충격과 여파를 겪고 있습니다. 팬데믹 전반에 걸쳐 글로벌 이벤트의 "완전한 폭풍"으로 인해 생산이 거의 중단되었습니다. 코로나19 봉쇄로 인해 가전 제품에 대한 수요가 가속화되고 필요한 부품을 생산하는 공장이 폐쇄되었습니다.

동시에 미·중 무역전쟁, 러시아·우크라이나 전쟁, 악천후, 생산시설 화재, 국내 제조보다는 반도체 수입에 대한 전반적인 의존도 등으로 인해 반도체 공급 부족이 지속되고 있다.

연구에 따르면 칩 부족이 최고조에 달했을 때 전 세계 169개 기업이 영향을 받은 것으로 나타났습니다. 가전제품과 자동차 산업이 가장 큰 타격을 입고 있다. 플레이스테이션 5는 구하기 어렵고, 애플은 아이폰 생산 목표를 삭감했고, 도요타는 차량 생산량을 40% 줄였으며, 제너럴 모터스(GM)는 북미 공장에서 차량 생산을 중단했다.

전반적으로, 반도체 부족으로 인해 자동차 업계는 2021년 최대 2,100억 달러의 매출 손실을 입었습니다. 제조업체는 이제 반도체 공급 부족에 적응했지만, 첨단 안전 및 자율 주행 시스템을 갖춘 전기 자동차와 같이 점점 더 복잡해지는 제품은 계속해서 가속화될 것입니다. 반도체 수요는 제조 환경에 큰 변화를 촉발합니다. 지난 10년 동안 반도체 생산이 아시아에 집중되어 왔기 때문에 기업과 국가는 이제 보다 다양하고 충격에 탄력적인 공급망 구축을 모색하고 있습니다.

2022년 10월, 미국 정부는 중국의 세계 최고 수준의 칩 생산을 제한하기 위해 수출 통제 규정을 시행했습니다. 동시에 EU는 유럽 칩법(European Chips Act)을 통해 중요한 역할을 하려는 의도를 갖고 있습니다. 투자가 아시아 태평양에서 북미 및 유럽으로 이동함에 따라 제조업체는 경쟁에서 앞서기 위해 저탄소 서비스를 제공할 준비가 되어 있어야 합니다.

3. 회복력과 지속가능성을 달성하기 위한 3단계 계획

환경 기준을 결정하는 것은 칩 산업이 탈탄소화를 달성하기 위해 '필수 과정'입니다.

슈나이더 일렉트릭에서는 모든 유형과 규모의 반도체 회사가 지속 가능한 순 제로 배출 목표를 실행하는 데 도움이 되는 세 가지 주요 단계를 식별했습니다.

"전략화"라고 하는 첫 번째 단계에는 제조업체의 현재 에너지 성능과 탄소 배출량을 측정한 다음 실질적인 결과를 얻을 수 있는 순제로 계획을 개발하는 작업이 포함됩니다. 실제로 여기에는 탄소 배출에 대한 기준 설정, 격차를 식별하고 미래 로드맵을 알리기 위한 디지털 기술 검토, 조치 우선순위를 지정하기 위한 기술 및 경제적 타당성 평가, 로드맵 및 타임라인 개발을 위한 건물 개조 시나리오 시뮬레이션이 포함됩니다. 특히 새로운 FABS 전력 시스템의 설계 및 시뮬레이션에 전기 디지털 트윈 기술을 사용하면 현지 요구 사항 및 표준을 충족하도록 설계를 개선하고 네트워크를 최적화할 수 있습니다.

두 번째 단계는 디지털화입니다. 이는 반도체 비즈니스의 에너지 및 자원 사용량을 모니터링하고 시각화하여 리더들이 데이터 기반 지속 가능성 결정을 내리고 설정된 목표를 향한 진행 상황을 보고할 수 있는 디지털 허브를 만드는 것을 의미합니다. 이 단일 정보 소스는 탄소 주입(빌딩 정보 모델링 포함)뿐만 아니라 에너지 및 탄소 측정(중앙 집중식 에너지 ​​공급 및 유틸리티 데이터 포함)을 추적하고 클라우드 기반 AI 분석을 구현하는 데 도움이 됩니다.

세 번째 단계는 '탈탄소화'입니다. 이 단계에서는 실제 조치가 실행되며 반도체 제조업체는 실제 지속 가능성 개선을 달성하기 위해 "전략화" 및 "탈탄소화" 단계에서 얻은 통찰력을 사용해야 합니다.

구체적인 업그레이드는 조사 결과에 따라 다르지만 예를 들어 차량 전기화, 재생 에너지 발전기 설치, 저탄소 또는 무탄소 제품 구매, 인공 지능을 사용하여 현장 에너지 소비를 실시간으로 최적화하는 등이 있습니다.

4，신뢰할 수 있는 컨설턴트 및 전문 파트너와 협력

'전략화', '디지털화', '탈탄소화'의 3단계 프로세스 외에도 협력과 파트너십도 반도체 산업의 지속 가능성 성공의 핵심입니다. 장기적인 지속 가능성을 위해서는 다양한 분야의 전문 지식과 지원이 필요하므로 제조업체는 어느 회사도 스스로 이를 달성할 수 없다는 점을 인식해야 합니다. 대신, 반도체 생산자와 공급업체는 협력하여 외부 전문 지식과 기술을 활용해야 합니다.

슈나이더 일렉트릭은 오랫동안 반도체 회사가 지속 가능성 및 탈탄소화 문제를 해결할 수 있도록 돕는 데 중요한 역할을 담당해 왔습니다. 예를 들어, 이 회사는 최근 세계 최고의 반도체 설계 및 제조 회사 중 하나인 Intel 및 세계 최대의 반도체 및 디스플레이 장비 회사인 Applied Materials와 제휴하여 "Catalyze" 이니셔티브를 시작했습니다. 글로벌 반도체 가치 사슬 전반에 걸쳐 재생 에너지를 공급합니다. Catalyze 프로그램의 도움으로 반도체 업계 리더들은 다음을 포함하여 다양한 지속 가능성 및 충격 탄력성 목표를 달성할 수 있습니다.

◎ 반도체 가치사슬 전반에 걸쳐 에너지 구매력을 통합하여 재생에너지 프로젝트 전개 가속화

◎ 유틸리티 규모 전력구매계약 시장 참여

◎ 순 제로 에너지 목표 격차를 해소하기 위한 공급망 계획 운영 모델 개발

◎ 반도체 가치사슬이 운영되는 세계 특정 지역에서 재생에너지 가용성에 대한 인식 제고

◎ 반도체 산업을 선도하여 명확한 다음 단계 추진

5. 반도체 제조의 지속 가능한 힘

궁극적으로, 적극적인 지속 가능성 조치는 글로벌 환경 목표와 일치할 뿐만 아니라 반도체 제조 공장의 수익에도 적합합니다.

연구에 따르면 지속 가능성 전략을 구현하면 비용이 절감되고 영업 이익에 최대 60%까지 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났습니다. 또한 지속 가능한 관행을 채택하면 장기적인 위험이 줄어들고 새로운 시장에서 기회가 열립니다.

이제 반도체 위기에서 벗어난 것 같으니, 제조사들은 장기적인 개선을 통해 엄청난 성장을 이룰 수 있는 잠재력을 갖게 되었습니다. 많은 비용을 절약할 뿐만 아니라 에너지 효율성에 대한 엄청난 가능성을 열어줍니다. 그리고 가장 좋은 점은? 이를 수행하는 도구가 바로 우리 앞에 있습니다. 지식이 풍부한 파트너 네트워크의 도움으로 반도체 회사는 이제 탈탄소화, 디지털화 및 전략화 방법을 배워야 합니다.

FOUNTYL TECHNOLOGIES PTE. LTD. 싱가포르에 위치한 당사는 10년 이상 반도체 분야 정밀 세라믹 부품의 연구 개발, 제조 및 기술 서비스에 주력해 왔습니다. 당사의 주요 제품은 세라믹 진공 척(핀 척, 그루브 척, 다공성 척, 정전 척), 세라믹 엔드 이펙터, 세라믹 플런저, 세라믹 빔&가이드 등이며, 각종 세라믹(다공성 ​​세라믹, 알루미나, 지르코니아, 질화규소, 탄화규소)을 생산하고 있습니다. , 질화 알루미늄 및 마이크로파 유전체 세라믹 및 기타 고급 세라믹) 부품.