芯片生产制造最繁杂的一步,芯片的生产制造究竟有多么难

来源于:编译程序自theguardian

全世界对硅芯片的市场需求已经迅猛发展,从智能机、电视机到风力发电机都内嵌了硅芯片,但它投入了很大的成本:碳排放。

领域展现出一个谬论。完成全球气候变化总体目标将一部分取决于半导体。他们是纯电动车、太阳能电池板列阵和风力发电机必不可少的一部分。但芯片生产制造也促进了气候危机。它需用大批量的新能源和水——芯片生产厂或芯片加工每日还可以应用上百万加仑的水——而且会造成危险废弃物。

伴随着半导体领域察觉自己愈来愈备受关心,它逐渐解决其气侯危害。上星期,为iPhone供货芯片的世界最大芯片生产商台积电服务承诺到2050 年保持净零排放。台积电现任主席表明,该企业致力于“扩张人们的翠绿色知名度,促进领域迈向低碳环保可持续发展观”。

但该领域的渗碳将是一个很大的挑戰。

依据绿色和平机构的数据信息,仅台积电就采用了台湾省所有电力工程的近 5%,预估2022 年将升高至 7.2% ,2019年应用约6300 万吨级水。该企业的自来水在2021年中国台湾旱灾期内变成一个有争论的话题讨论。

在美国,intel在俄亥俄州奥科蒂洛占地面积 700 平方英尺的加工厂在2021年前三个月造成了近 15,000 吨废弃物,在其中约 60% 是凶险的。它还耗费了 9.27 亿加仑谈水,足够铺满约 1,400 个奥林匹克运动会游泳馆,并耗费 5.61 亿千瓦时的电力能源。

美国哈佛大学研究者 Udit Gupta 以及共同编撰的者在 2020 年的一篇毕业论文中写到,芯片生产制造,而不是能耗或硬件应用,“占了电子产品的绝大多数碳排放” 。

因为大流行提升了对电子设备的需要及其 Covid 暴发关掉了芯片加工,全世界高档芯片紧缺,这提升了对该领域的关心。

在激动的销售市场中,汽车企业察觉自己排在芯片序列的后边,远远地滞后于iPhone等经营规模很大的半导体顾客,后面一种应用芯片为智能机、笔记本和其它设施给予计算水平。通用汽车公司本月终止了其北美地区几个加工厂的生产制造,而丰田汽车则表明将在 9 月份将其汽车销售量减少40%。

为了更好地提高生产量,很多我国已经运行大中型方案以推动该领域的发展趋势。

美国芯片法令建议在五年内为美国半导体领域给予 520 亿美金的资产。欧盟国家早已上传了自个的法律,致力于到 2030 年将其在全世界芯片销售市场的市场份额提升到 20%。欧洲委员会现任主席乌尔苏拉·冯德莱恩在她的欧盟国家国情咨文中称其为“技术性领土主权难题”。

这种壮志与国际性气侯总体目标存有潜在性矛盾。欧盟国家和美国的总体目标是到 2030 年保持净零碳排放,到2050年完成净零碳排放。伴随着半导体领域的发展趋势,其碳排放也将提高。

殊不知,在投资人和电子器件生产商期盼向用户汇报更节能环保的供应链管理的工作压力下,半导体业务流程一直在增加行動以解决其对天气的危害。

安森美半导体顶尖设计方案技术工程师 Sohini Dasgupta 表明:“近期,我逐渐见到大家对自然环境的危害彻底变成主要难题。

投资管理公司 Bernstein 的半导体投资分析师 Mark Li 表明,私募基金经理愈来愈多地推销产品“翠绿色股票基金”,投资人对企业的自然环境、社会发展和整治 (ESG) 危害明确提出了大量难题。“以往三年,ESG 项目投资的响声比过去多了许多,”他填补说,这最后会更改企业的手段方法。

可再生资源的大量易用性已经协助芯片生产商降低碳排放。intel服务承诺到 2030 年 100% 的资源来源于可再生资源,台积电也是这般,但截至日期是 2050 年。

台积电新闻发言人 Nina Kao 表明,能耗占台积电消耗量的 62%。该企业上年与荷兰能源集团 ?rsted 签定了一项历时 20 年的协议书,从 ?rsted 在台湾海峡修建的 920 万千瓦水上风力发电场选购全部电力能源。

电力能源咨询管理公司 Wood Mackenzie 的可再生资源投资分析师 Shashi Barla 表明,该买卖被称作世界最大的公司可再生资源采购协议,对台积电有益。他说道,除开确保清洗的能源供应外,它还付款批發成本费并解决价钱冲击性,“一石二鸟”。

麻省理工大学电气专业和电子信息科学专家教授 Clifton Fonstad 表明,台积电的行動有可能危害所有领域,“其他生产商很有可能会仿效”。

企业咨询管理企业贝恩公司 (Bain & Company) 的半导体生产制造权威专家约翰汉伯里 (Peter Hanbury) 表明,除开转为可再生资源,芯片生产商还能够提升 芯片加工的高效率。他说道,芯片加工厂大部分是“一个內部有净化室的极大库房”,而要降低排出,“非常简单的部位是设备自身”。

芯片加工能够更合理地控制气体和温度、环境湿度和工作压力。她们能够对库房开展按段,那样一条生产流水线的负担就高,而另一条生产流水线的工作压力较低,与将全部库房维持在高电压下对比,应用的电力能源更少。

宾夕法尼亚大学从业半导体原材料科学研究的水利学专家教授 Huili Grace Xing 说,他们能够捕捉大量数据信息并应用深度学习在没有运用时关掉专用工具。

也有致力于处理 生产制造半导体中采用的破坏最明显的材质的自主创新。芯片领域在生产过程中运用不一样的汽体,在其中很多汽体对自然环境造成巨大危害。

台积电表明,它早已组装了清洗器和其它设备来解决汽体排出。但另一种办法是拆换“更脏”的洁净汽体,这种清理汽体用以清理半导体生产制造中的高精度专用工具,索尔维独特化工品企业从业半导体汽体科学研究的化学工程师迈克尔皮特罗夫说。

皮特罗夫说,过去六年对大概六家芯片生产商顾客的工业生产检测中,他与他的精英团队用“更清理”的氟替代了环境污染越来越多的汽体,对全球气候变暖的危害更低。

别的企业的总体目标是用来在芯片上蚀刻加工图案设计并清理单晶硅片表层的汽体——用以生产制造半导体的片状原材料。比如,总公司坐落于法国巴黎的化工气体企业 Air Liquide 早已提起了一系列对全球气候变暖危害较小的取代蚀刻加工汽体。

但拆换汽体将是一个挑戰:一旦芯片加工运行,一切触碰单晶硅片的化学物质,比如蚀刻加工汽体,都难以更改,Hanbury 说。这一全过程涉及到很多的精密度。芯片加工务必在纪念邮票尺寸的圆晶上置放高达 1 亿次晶体三极管,而且必须 极致地进行。Hanbury 说,芯片加工必须 4到5年的时间段来开发设计一个秘方,“一旦你设置了它,你通常就不愿意更改它”。

一些权威专家觉得,芯片生产商将逐渐改动她们的技术以引进更节能环保的汽体,尤其是假如大企业付诸行动得话。“假如台积电变换,我坚信别人也会,”方斯塔德说。“假如台积电不那样做,那麼别的生产商很有可能会继而证实她们比台积电更强。”

针对芯片领域的一些观测者而言,清除该领域的信心好像是真實的。李说,现阶段对芯片的极大要求只能协助半导体领域完成绿色发展总体目标。

“她们的毛利率很高,赚了很多钱。因而,即便全部这种翠绿色碳对策都是有成本费,但这些人能够承受的了。并且很多的用户想要为更节能环保的机器设备付款大量花费,”他说道。

*免责协议:文中由创作者原創。文章系创作者个人见解,半导体领域观查转截仅为了更好地传递一种不一样的见解,不意味着半导体领域观查对该见解赞成或适用,如果有一切质疑,热烈欢迎联络半导体领域观查。

今天《半导体领域观查》为您介绍的第2802內容,热烈欢迎关心。

圆晶|集成电路芯片|机器设备|车辆芯片|储存|台积电|AI|封裝

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

Powered By Z-BlogPHP 1.7.3

 Theme By 优美尚品

每日搜寻全球各个角落的热点新闻,锁定小童说事网,多一点惊喜与感动!