Schneider Elétrica | O desafio da indústria de semicondutores de descarbonizar e atender à demanda de chips

A indústria de semicondutores é uma parte importante do nosso ambiente cada vez mais digital. As suas tecnologias incluem os telefones e computadores que utilizamos para comunicar, os veículos e aviões que nos permitem transportar, os dispositivos médicos que ajudam a diagnosticar e tratar doenças e os sistemas de rede eléctrica que alimentam as nossas cidades - todos essenciais para a nossa vida quotidiana. Não há futuro sem semicondutores, mas a utilização generalizada de semicondutores também traz desafios ambientais crescentes.

1，O custo ambiental dos semicondutores

Para satisfazer a procura, as empresas de semicondutores estão a construir novas fábricas (FABS) que podem consumir até 100 megawatts-hora de electricidade por hora, mais do que muitas fábricas de automóveis ou refinarias de petróleo. Um consumo tão elevado de eletricidade produzirá muitos resíduos, emissões de gases com efeito de estufa e uma grande pegada de carbono.

Em 2020, as emissões de CO2 da indústria de semicondutores atingiram impressionantes 41 milhões de toneladas, o equivalente às emissões anuais de 5 milhões de casas. Espera-se que a fabricação global de semicondutores consuma 237 terawatts-hora (TWh) de eletricidade até 2030, o que é aproximadamente igual ao consumo total de eletricidade da Austrália em 2021.

Com a crescente importância da eletrónica, os fabricantes devem abordar questões relacionadas com o consumo de energia e a sustentabilidade. Uma pesquisa recente da McKinsey descobriu que os compromissos mais recentes das principais empresas de semicondutores ainda ficam aquém dos requisitos do Acordo de Paris de 2016.

Portanto, as empresas que não operem de forma mais ambiental poderão enfrentar restrições e sanções mais duras por parte do governo no futuro, bem como menos encomendas de clientes à medida que se tornarem mais conscientes do ponto de vista ambiental. Em contrapartida, as empresas que optimizam a eficiência energética desde o início pouparão recursos significativos e abrir-se-ão a enormes oportunidades de crescimento. Para proteger o futuro do negócio, os fabricantes devem estabelecer agora uma estratégia de desenvolvimento sustentável.

2，Para manter a sustentabilidade do desenvolvimento com resistência ao choque

Além das preocupações ambientais, muitos fabricantes ainda enfrentam o choque e as consequências da crise global dos semicondutores. Ao longo da pandemia, uma “tempestade perfeita” de acontecimentos globais praticamente paralisou a produção: o confinamento provocado pela COVID-19 acelerou a procura de produtos eletrónicos de consumo e fechou fábricas que produzem os componentes necessários.

Ao mesmo tempo, a guerra comercial entre os EUA e a China, a guerra entre a Rússia e a Ucrânia, os fenómenos meteorológicos severos, os incêndios nas instalações de produção e a dependência geral das importações de semicondutores em vez da produção nacional também contribuíram para a contínua falta de fornecimento de semicondutores.

A pesquisa mostra que, no auge da escassez de chips, 169 empresas em todo o mundo foram afetadas. As indústrias de eletrônicos de consumo e automotiva estão arcando com o impacto. O PlayStation 5 é difícil de encontrar, a Apple reduziu as metas de produção de iphones, a Toyota reduziu a produção de veículos em 40% e a General Motors suspendeu a produção de veículos nas suas fábricas na América do Norte.

No geral, a escassez de semicondutores custou à indústria automóvel até 210 mil milhões de dólares em receitas perdidas em 2021. Embora os fabricantes já se tenham adaptado à oferta restrita de semicondutores, produtos cada vez mais complexos, como veículos eléctricos com segurança avançada e sistemas de condução autónoma, continuarão a acelerar. demanda de semicondutores e desencadear grandes mudanças no cenário industrial. A produção de semicondutores concentrou-se na Ásia durante a última década, pelo que as empresas e os países procuram agora construir cadeias de abastecimento mais diversificadas e resistentes ao impacto.

Em outubro de 2022, o governo dos EUA impôs regras de controle de exportação para limitar a produção chinesa dos chips mais avançados do mundo. Ao mesmo tempo, a UE pretende tornar-se um ator importante através da Lei Europeia das Chips. À medida que o investimento muda da Ásia-Pacífico para a América do Norte e Europa, os fabricantes devem estar preparados para oferecer serviços de baixo carbono para se destacarem da concorrência.

3，Um plano de três etapas para alcançar resiliência e sustentabilidade

Determinar a linha de base ambiental é um “curso obrigatório” para a indústria de chips alcançar a descarbonização.

Na Schneider Electric, identificámos três passos principais para ajudar as empresas de semicondutores de todos os tipos e tamanhos a traduzir em ações metas sustentáveis ​​de emissões líquidas zero.

O primeiro passo, denominado “criação de estratégias”, envolve medir o desempenho energético e a pegada de carbono atuais do fabricante e, em seguida, desenvolver um plano de emissões líquidas zero que produzirá resultados tangíveis. Na realidade, isto inclui estabelecer uma base para as emissões de carbono, examinar as tecnologias digitais para identificar lacunas e informar roteiros futuros, avaliar a viabilidade técnica e económica para priorizar ações e simular cenários de renovação de edifícios para desenvolver roteiros e cronogramas. Em particular, o uso da tecnologia de gêmeo digital elétrico no projeto e simulação do novo sistema de energia FABS melhorará seu projeto e otimizará a rede para atender aos requisitos e padrões locais.

O segundo passo é se tornar digital. Isto significa criar um centro digital que monitorize e visualize a utilização de energia e recursos das empresas de semicondutores, permitindo aos líderes tomar decisões de sustentabilidade baseadas em dados e reportar o progresso em direção aos objetivos estabelecidos. Esta única fonte de verdade ajuda a rastrear a implantação de carbono (incluindo modelagem de informações de construção), bem como medições de energia e carbono (incluindo fornecimento centralizado de energia e dados de serviços públicos), e implementar análises de IA baseadas em nuvem.

O terceiro passo é a “descarbonização”. Nesta etapa, a ação real será posta em ação e os fabricantes de semicondutores devem utilizar os conhecimentos obtidos nas etapas de “criação de estratégias” e “descarbonização” para alcançar melhorias reais de sustentabilidade.

As atualizações específicas dependerão das suas conclusões, mas os exemplos incluem a eletrificação dos veículos da frota, a instalação de geradores de energia renovável, a compra de produtos com baixo ou nenhum carbono e a utilização de inteligência artificial para otimizar o consumo de energia no local em tempo real.

4，Trabalhe com consultores confiáveis ​​e parceiros profissionais

Além do processo de três etapas de “criação de estratégias”, “digitalização” e “descarbonização”, a colaboração e as parcerias também são fundamentais para o sucesso da indústria de semicondutores em termos de sustentabilidade. A sustentabilidade a longo prazo requer diferentes áreas de especialização e apoio, por isso os fabricantes devem reconhecer que nenhuma empresa pode conseguir isto sozinha. Em vez disso, os produtores e fornecedores de semicondutores devem trabalhar em conjunto para tirar partido da experiência e da tecnologia externas.

A Schneider Electric há muito que desempenha um papel importante ao ajudar as empresas de semicondutores a enfrentar os desafios de sustentabilidade e descarbonização. Por exemplo, a empresa recentemente fez parceria com a Intel, uma das empresas líderes mundiais em design e fabricação de semicondutores, e com a Applied Materials, a maior empresa mundial de semicondutores e equipamentos de exibição, para lançar a iniciativa "Catalyze": uma nova iniciativa colaborativa para acelerar o uso de energia renovável em toda a cadeia de valor global de semicondutores. Com a ajuda do programa Catalyze, os líderes da indústria de semicondutores serão capazes de alcançar uma série de metas de sustentabilidade e resiliência ao impacto, incluindo:

◎ Integrar o poder de compra de energia em toda a cadeia de valor de semicondutores para acelerar a implantação de projetos de energia renovável

◎ Participe do mercado de contratos de compra de energia em grande escala

◎ Desenvolver modelos operacionais para o planejamento da cadeia de suprimentos para preencher a lacuna da meta de energia líquida zero

◎ em regiões específicas do mundo onde a cadeia de valor de semicondutores está operando, Aumentando a conscientização sobre a disponibilidade de energia renovável

◎ Liderar a indústria de semicondutores para conduzir os próximos passos claros

5, Energia sustentável na fabricação de semicondutores

Em última análise, as medidas proativas de sustentabilidade não são apenas consistentes com as metas ambientais globais, mas também fazem sentido para os resultados financeiros das fábricas de semicondutores.

Estudos mostram que a implementação de estratégias de sustentabilidade pode reduzir custos e ter um impacto positivo nos lucros operacionais de até 60%. Além disso, a adoção de práticas sustentáveis ​​reduz os riscos a longo prazo e abre oportunidades em novos mercados.

Agora que parecemos ter saído da crise dos semicondutores, os fabricantes têm potencial para alcançar um enorme crescimento através de melhorias a longo prazo. Não só poupam muito dinheiro, como também abrem enormes possibilidades para a eficiência energética. E a melhor parte? As ferramentas para fazer isso estão bem na nossa frente. Com a ajuda de uma rede de parceiros experientes, as empresas de semicondutores devem agora aprender a descarbonizar, digitalizar e criar estratégias.

FOUNTYL TECHNOLOGIES PTE. LTD. está localizada em Cingapura, há mais de 10 anos nos concentramos em pesquisa e desenvolvimento, fabricação e serviços técnicos de peças cerâmicas de precisão na área de semicondutores. Nosso principal produto é o mandril de vácuo de cerâmica (mandril de pino, mandril de ranhura, mandril poroso e mandril eletrostático), efetor final de cerâmica, êmbolo de cerâmica e feixe e guia de cerâmica e produz vários tipos de cerâmica (cerâmica porosa, alumina, zircônia, nitreto de silício, carboneto de silício , nitreto de alumínio e cerâmica dielétrica de micro-ondas e outras peças cerâmicas avançadas).