Những mảnh silicon nhỏ bé rất quan trọng trong các nền kinh tế sử dụng công nghệ ngày nay, nhưng tác động của chúng lên hành tinh không phải lúc nào cũng tích cực.
Cần phải có một lượng lớn năng lượng để sản xuất các con chip nằm bên dưới mui xe của nhều loại vật dụng – từ máy bay chiến đấu và ô tô, đến ấm đun nước và chuông cửa.
Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard đã viết vào năm 2020 rằng sản xuất chip “chiếm phần lớn sản lượng cacbon” từ các thiết bị điện tử.
Trong khi một số nguồn năng lượng này đến từ các nguồn tái tạo, phần lớn đến từ nhiên liệu hóa thạch như than và khí đốt, và một số nhà sản xuất chip hiện thải ra nhiểu cacbon hơn các nhà sản xuất ô tô nổi tiếng.
Các quy trình sử dụng nhiều năng lượng
Theo nhà phân tích Glenn O’Donnell của Forrester, một số khía cạnh của quá trình sản xuất chất bán dẫn đòi hỏi lượng điện năng khổng lồ.
Để bắt đầu, các nhà sản xuất chip cần lấy silicon thô (tức là cát), nấu chảy, tinh chế và sau đó “phát triển” các “que” silicon, O’Donnell nói với CNBC. Ông nói: “Các lò [cần thiết] để làm điều này là cực kỳ thiếu năng lượng”.
O’Donnell cho biết thêm, các thanh silicon tinh khiết sau đó được “cắt lát như thịt nguội thành các tấm mỏng”.
Các vật liệu khác nhau được xếp lên các tấm wafer theo một loạt các bước sử dụng thiết bị sử dụng nhiều năng lượng. O’Donnell cho biết, lò khuếch tán, máy cấy icon và máy khắc plasma đều cần một lượng điện năng đáng kể, O’Donnell cho biết thêm rằng một số cần nhiệt độ rất cao.
Ví dụ, các lò khuếch tán chạy ở nhiệt độ 1.200 đến 2.000 độ F và các tấm xốp được đặt trong chúng hàng giờ đồng hồ để thay đổi đặc tính bề mặt của silicon.
Con chip khổng lồ của Đài Loan
Hầu hết các chip trên thế giới được sản xuất khắp châu Á, trong đó Đài Loan là một trung tâm hoạt động đặc biệt nhờ sự hiện diện của Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan, công ty sản xuất nhiều chip hơn bất kỳ công ty nào khác trên toàn thế giới.
Yung-Jen Chen, một nhà nghiên cứu của Greenpeace ở Đài Loan, người lãnh đạo nhóm công ty về khí hậu của tổ chức từ thiện, nói với CNBC rằng công ty thải ra nhiều cacbon hơn bất kỳ nhà sản xuất chip nào khác. Cô ấy nói nó “đi trước những người khác”.
Theo Greenpeace, công ty có trụ sở tại Tân Trúc, sản xuất chip cho Apple và Tesla, sử dụng nhiều điện hơn mỗi năm so với thủ đô Đài Loan của Đài Loan. (Taiwan’s Taipei)
Do tiêu thụ điện năng, TSMC đã thải ra 6 triệu tấn cacbon vào năm 2017, 8 triệu tấn vào năm 2019 và 15 triệu tấn vào năm 2020. Trong vài năm qua, lượng phát thải khí nhà kính của TSMC đã vượt qua lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính của người khổng lồ ô tô GM, theo dữ liệu từ Bloomberg.
Nhà phân tích Alan Priestley của Gartner cho biết điều quan trọng là phải so sánh lượng khí thải của ngành công nghiệp bán dẫn với lượng khí thải của các ngành khác như hậu cần, hàng không và vận chuyển.
Chen cho biết lượng khí thải của TSMC, được chia sẻ trong các báo cáo bền vững hàng năm, “vẫn đang tăng nhanh do không ngừng mở rộng”.
Thật vậy, TSMC đang trong quá trình thành lập các nhà máy khổng lồ mới ở Đài Loan và Arizona. Trong khi các cơ sở trị giá hàng tỷ đô là này sẽ làm tăng nguồn cung chip, chúng cũng sẽ làm tăng lượng điện mà TSMC sử dụng.
Chuyển sang năng lượng tái tạo
“Để giảm lượng khí thải cacbon, chuyển đổi các nguồn điện sang năng lượng sạch là chìa khóa quan trọng,” Chen nói và cho biết thêm rằng các nhà sản xuất chip đang “háo hức” làm điều này càng sớm càng tốt.
Sau TSMC, Samsung và Intel có dấu chân cacbon lớn nhất tiếp theo trong ngành công nghiệp bán dẫn, Priestley cho biết. Ông giải thích: “Như với hầu hết các ngành công nghiệp, lượng khí thải cacbon bị ảnh hưởng bởi quy mô kinh doanh. Lượng khí thải sẽ tăng theo quy mô và số lượng lỗ hổng vì vậy nhà cung cấp bán càng lớn thì lượng khí thải cacbon của họ sẽ càng lớn”.
Các công ty lớn trong ngành nói với CNBC rằng họ đang thực hiện các hành động để cố gắng đảm bảo giảm lượng khí thải khi mở rộng quy mô hoạt động.
Các cam kết được đưa ra khi thế giới đang xem xét những gì mà các thủ tướng và tổng thống cam kết tại hội nghị khí hậu COP26 ở Glasgow, Vương quốc Anh.
Vào mùa hè này, TSMC đã thông báo rằng họ muốn đạt mức phát thải ròng bằng không vào năm 2050. Họ cũng đã đặt mục tiêu đạt 40% năng lượng tái tạo trong toàn công ty vào năm 2030.
