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La fretta di costruire più chip mette in pericolo il progresso ambientale

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Credito: CC0 Pubblico Dominio

Il CHIPS and Science Act, che il presidente Joe Biden è pronto a firmare in legge la prossima settimana, è stato lanciato come un’occasione unica per rivitalizzare l’industria dei semiconduttori statunitense e contrastare il potere manifatturiero asiatico.

Quello che è stato meno discusso è stato l’impatto ambientale della normativa. Il conto è pronto a pompare 52 miliardi di dollari in un settore che divora energia e produce rifiuti tossici, in un momento in cui un aumento globale della domanda di chip sta già trasformando le aziende in maggiori inquinatori.

Con gli Stati Uniti e l’Europa che corrono per ricostruire la loro infrastruttura per la produzione di chip, le preoccupazioni ambientali stanno passando in secondo piano, ha affermato Pauline Weil, ricercatrice presso il think tank economico Bruegel con sede a Bruxelles.

“I paesi non ci stanno davvero pensando”, ha detto. “Sta offrendo su un piatto miliardi di sussidi con pochissimi vincoli, e i vincoli non sono legati all’ambiente”.

L’Unione Europea propone circa 43 miliardi di dollari per la propria legislazione sui chip, sovvenzionando un boom edilizio da parte dei più grandi produttori di chip del mondo. Nuovi progetti di Intel Corp., Samsung Electronics Co. e Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. stanno per nascere in Germania, Ohio e Arizona.

Dall’esame dei rapporti sulla responsabilità d’impresa delle società emerge che il loro consumo di elettricità e acqua è già in aumento. Ciò non sorprende in un settore in crescita, ma i produttori di chip come Intel hanno promesso di ridurre drasticamente le loro emissioni e il consumo di acqua. Tenere i rifiuti pericolosi fuori dalle discariche è un’altra sfida. La fretta di aggiungere una nuova produzione non farà che rendere tutto più difficile.

Alcune proiezioni indicano che le dimensioni del settore raddoppieranno nel prossimo decennio, il che significa che gli sforzi per mitigare tale impronta devono accelerare. In assenza di pressioni da parte dei governi, dipenderà in gran parte dagli stessi produttori di chip quanto di tale espansione si traduca in danno ambientale.

La produzione di semiconduttori è un’attività disordinata e costosa che sta diventando sempre più difficile poiché si scontra con le leggi della fisica. I produttori di chip gestiscono fabbriche giganti che operano 24 ore al giorno, sette giorni su sette, cercando di ritagliarsi un ritorno sui miliardi di dollari necessari per attrezzarle prima che diventino obsolete. Il macchinario ha in genere una vita utile inferiore a un decennio.

Il processo richiede molta energia, acqua e sostanze chimiche tossiche. E sebbene i maggiori produttori di chip abbiano compiuto progressi ambientali – il loro uso di energia rinnovabile negli Stati Uniti è un punto culminante – le aziende ammettono di avere del lavoro da fare.

Prendi Samsung, il più grande produttore di chip del mondo per fatturato. I siti di semiconduttori all’estero dell’azienda sudcoreana, negli Stati Uniti, in Europa e in Cina, operano già interamente con energia rinnovabile. Ma sta ancora lavorando allo sviluppo di fonti energetiche sostenibili in altre parti del mondo, inclusa la Corea del Sud, dove si trovano le sue fabbriche più grandi. Nel complesso, solo il 16% circa del suo consumo di energia proveniva da fonti rinnovabili nel 2021, rispetto al 13% nel 2020.

TSMC alimenta allo stesso modo le sue operazioni all’estero utilizzando elettricità pulita. Ma a casa a Taiwan, dove si trova la maggior parte delle sue piante, il totale è inferiore al 10%.

“Sappiamo che è molto importante promuovere l’energia rinnovabile a Taiwan”, ha affermato la portavoce Nina Kao. “Taiwan è un’isola davvero piccola con risorse limitate”.

Intel sta facendo meglio, in parte perché ha accesso a energia più verde vicino ai suoi siti in Oregon, Arizona e New Mexico. La società ha ottenuto l’80% della sua elettricità da fonti rinnovabili nel 2021, rispetto al 71% dell’anno precedente.

Tuttavia, il suo consumo energetico totale, in parte dovuto alla complessità aggiuntiva della nuova tecnologia di produzione, è aumentato del 9,4% nel periodo a 11,61 miliardi di kilowattora. È circa il doppio di quello che la città di San Francisco usa in un anno.

Intel può puntare a progredire nel lungo periodo. Le sue emissioni di due categorie di gas serra sono diminuite del 19% rispetto a dove erano nel 2000, secondo il suo più recente rapporto sulla responsabilità aziendale, quando la produzione ammontava a oltre 4 milioni di tonnellate di anidride carbonica. Ma da quando sono scese a meno di 2 milioni di tonnellate intorno al 2010, le emissioni sono di nuovo in aumento e hanno chiuso il 2021 a 3,37 milioni di tonnellate. Ancora una volta, la crescente complessità della produzione di chip ha costretto l’importo a tornare indietro, ha affermato Intel.

L’obiettivo dell’azienda è ora quello di ridurre le emissioni allo “zero netto” entro il 2040. Secondo Todd Brady, Chief Sustainability Officer di Intel, il settore merita il merito di aver perseguito un approccio basato sulla scienza per risolvere problemi come emissioni e rifiuti, piuttosto che semplicemente utilizzare contanti per acquistare crediti di compensazione. Ma in alcune aree, il lavoro facile è stato fatto. La lotta ora è ridurre quell’impatto a nulla.

“Non dovresti lasciarci fuori dai guai”, ha detto.

Intel mira a essere “positivo netto” nell’uso dell’acqua entro il 2030, il che significa che utilizzerà meno di quanto produce. TSMC ha promesso di essere a zero emissioni nette entro il 2050 e Samsung sta promuovendo una nuova serie di standard e linee guida che, secondo lei, riflettano in modo più accurato l’impatto dell’industria dei chip.

Poi c’è il problema dei rifiuti. I produttori di chip affermano di aver compiuto progressi significativi nel mantenere i materiali potenzialmente pericolosi fuori dalle discariche. In alcuni casi, hanno escogitato modi per riutilizzare o riciclare sostanze come l’acido solforico e i metalli che sono fondamentali per il processo di produzione dei chip. Ma più produzione significa che ci saranno più rifiuti da elaborare e ciò potrebbe mettere a dura prova i sistemi di riciclaggio.

Per ora, le tendenze stanno andando nella giusta direzione. Intel ha generato 344 tonnellate di rifiuti nel 2021, in calo rispetto alle 414 dell’anno precedente, e ne ha inviato solo il 5% alle discariche. TSMC, nel frattempo, ha scaricato meno dell’1% dei suoi rifiuti per 12 anni consecutivi. Samsung ha riportato un livello di riciclaggio dei rifiuti del 96%, con la sua divisione di chip che ha inviato zero in discarica l’anno scorso, il primo.

L’industria sostiene anche che i chip stessi hanno reso il mondo un posto più verde. Un termostato Nest ricco di chip, ad esempio, può impedire ai consumatori di sprecare elettricità. Ma questo argomento è un’arma a doppio taglio, ha affermato Christopher Knittel, professore di economia applicata al Massachusetts Institute of Technology.

“Se hai intenzione di prenderti il ​​merito del termostato Nest, quanta colpa dovresti prenderti per il muscolo di 12 miglia per gallone perché la tua parte era in gioco?” Egli ha detto.

L’industria dei chip emette circa 100 milioni di tonnellate di anidride carbonica all’anno, un livello equivalente al paese del Belgio, e sarà difficile abbatterlo, ha affermato Peter Spiller, un partner di McKinsey & Co. focalizzato sulla sostenibilità.

“Ma almeno i giocatori lo hanno riconosciuto”, ha detto. “Hanno fissato obiettivi molto ambiziosi per se stessi”.


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