Ar puslaidininkiai kenkia aplinkai?

Technologijų pramonėje tvyro tyli įtampa, kuri retai kada patenka į produkto pristatymo etapą. Įrenginiai, kuriuos perkame norėdami naršyti, bendrauti ir pramogauti, priklauso nuo lustų, kurių gamyba keliais būdais kenkia planetai. Gaminant drožles sunaudojama nepaprastai daug vandens ir elektros, išsiskiria stiprios šiltnamio efektą sukeliančios dujos ir susidaro cheminės atliekos, kurias reikia atidžiai tvarkyti. Tuo pačiu metu šių lustų gaminami produktai padeda sumažinti išmetamų teršalų kiekį transporto, energetikos ir žemės ūkio srityse. Todėl nuspręsti, ar puslaidininkiai kenkia aplinkai, nėra paprastas klausimas. Tai klausimas apie kompromisus,{5}}laiką ir tai, kas padengia išlaidas.

 

 

puslaidininkiai

 

Pradedame nuo pagrindų: apie ką mes kalbame

Norint suprasti aplinkosaugos svarbą, reikia prisiminti, ką iš tikrųjų reiškia šis žodis. Puslaidininkio reikšmė kilusi iš fizikos: puslaidininkis yra medžiaga, kurios gebėjimas praleisti elektrą patenka tarp laidininko ir izoliatoriaus. Silicis, labiausiai paplitęs pavyzdys, gali būti sukurtas perduoti arba blokuoti elektros srovę, atsižvelgiant į sąlygas, todėl jis yra idealus tranzistorių statybinis blokas. Milijardai tranzistorių, supakuotų į vieną lustą, sudaro logines grandines kiekviename išmaniajame telefone, serveryje, automobilyje ir prietaise. Gamybos procesas, kurio metu šios lustai gaminami nanometrų mastu, yra viena iš daugiausiai išteklių reikalaujančių pramonės operacijų žemėje.

 

 

Vanduo: nematomiausia kaina

Aplinkos taškai:

• Itin{0}}tyro vandens suvartojimas
• Perfluorangliavandenilių dujų emisija
• Elektra iš iškastinio kuro
• Cheminių atliekų srautai
• Įrangos anglies pėdsakas

Drožlių gamybai reikalingas nepaprasto grynumo vanduo, daug švaresnis už geriamąjį vandenį, naudojamas plokštelėms skalauti tarp šimtų žingsnių, kurie sudaro grandinės sluoksnius. Viena didelė gamykla kasdien gali sunaudoti milijonus galonų šio itin{1}}tyro vandens. Daugelis pažangių gamyklų yra regionuose, kurie periodiškai susiduria su didelėmis sausromis, todėl kyla rimtų klausimų, ar drožlių gamybos vieta vandens -apsaugotose vietovėse yra tvari, nes gamybos apimtis didėja.

Daugelis žmonių neatsižvelgia į tai, kiek tikslios įrangos reikia valdyti tą vandenį, kai jis patenka į gamyklą. Itin-gryno vandens grandinės priklauso nuo nerūdijančio plieno vožtuvų ir vamzdžių jungiamųjų detalių, kurios atitinka griežtus švarumo ir atsparumo korozijai Tokie gamintojai kaip LEADTEK tiekia tokiusSS316 nerūdijančio plieno rutuliniai vožtuvaiirvamzdžių jungiamosios detalėskad puslaidininkių įrenginiai priklauso nuo nesandarių -užteršimo- skysčių kontrolės visoje jų ypač-tyro vandens sistemoje. Tai detalė, kuri retai pasirodo antraštėse apie drožlių gamybos poveikį aplinkai, tačiau kiekvieno vožtuvo patikimumas tiesiogiai įtakoja, kiek vandens iššvaisto arba atgauna gaminys.

Vandens problema gilėja, kai nauji įrenginiai statomi sausringuose ar pusiau{0}}sausringuose regionuose, kur gėlo vandens prieinamumui jau kyla sunkumų dėl žemės ūkio, gyventojų skaičiaus augimo ir šylančio klimato. Drožlių gamintojai padarė tikrą pažangą vandens perdirbimo srityje, kai kurios gamyklos dabar atgauna ir pakartotinai panaudoja daugiau nei aštuoniasdešimt procentų suvartojamo vandens. Tačiau pažanga nėra tas pats, kas sprendimas. Net perdirbtam vandeniui išvalyti reikia energijos, o absoliuti paklausos apimtis didėja, nes plečiasi lustų gamyba.

 

LEADTEK nerūdijančio plieno flanšinis rutulinis vožtuvas

 

Šiltnamio efektą sukeliančios dujos, apie kurias tikriausiai niekada negirdėjote

Anglies dioksidas yra šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios dominuoja viešuosiuose pokalbiuose, tačiau labiausiai nerimą keliantis mikroschemų pramonės indėlis į atmosferą kyla iš visiškai kitos molekulių grupės. Perfluorangliavandeniliai ir panašūs junginiai, tokie kaip azoto trifluoridas, naudojami plazminio ėsdinimo ir kamerų valymo procesuose fabų viduje. Šios dujos yra neįtikėtinai stiprūs šildytuvai. Pavyzdžiui, azoto trifluoridas tūkstančius kartų efektyviau sulaiko šilumą nei anglies dioksidas per šimtmetį{3}}ir išsilaiko atmosferoje šimtus metų.

Daugelį metų šios dujos net nebuvo įtrauktos į tarptautines išmetamųjų teršalų stebėjimo sistemas, iš dalies dėl to, kad buvo gaminami tokie maži absoliutūs kiekiai ir iš dalies dėl to, kad jos neturėjo natūralių šaltinių, todėl jų buvo lengva nepastebėti. Sąmoningumas gerokai pagerėjo. Pirmaujantys lustų gamintojai dabar praneša apie savo fluorintų dujų išmetimą ir investavo į mažinimo sistemas, kurios sunaikina dujas prieš joms pasiekiant atmosferą. Padėtis geresnė nei buvo prieš dešimtmetį ir tebėra pagrįsta susirūpinimo sritis, nes plokštelių gamybos apimtys ir toliau auga.

Įrenginius, kuriais pasitikime siekdami kurti ekologiškesnę ateitį, gamina gamyklos, kurios turi padengti savo aplinkosaugos skolas.

 

Energijos lygtis

Fabs veikia visą parą ir niekada nesustoja. Mašinos, kurios deda, ėsdina ir tikrina medžiagos sluoksnius ant silicio plokštelių, reikalauja energijos, o tai sunkiai suprantama iš išorės. Viena didelė gamykla gali sunaudoti tiek pat elektros energijos, kiek mažas miestas, o bendras pasaulinės mikroschemų pramonės suvartojimas konkuruoja su daugelio vidutinių -dydžių šalių suvartojimu. Labai svarbu, iš kur ta elektra. Hidroelektriniais arba saulės energija varomame statinyje anglies profilis iš esmės skiriasi nuo anglies{5}}sunkiojo tinklo.

Daugelyje regionų, kuriuose sutelkta pažangi lustų gamyba, elektros tiekimas vis dar iš esmės priklauso nuo iškastinio kuro, įskaitant suskystintas gamtines dujas ir kai kuriais atvejais anglį. Augant gamybos pajėgumams, didėja spaudimas vietinei energetikos infrastruktūrai, o aplinkosaugos gynėjai keliose vietose išreiškė susirūpinimą dėl naujos iškastinio kuro gamybos, skirtos specialiai lustų pramonės poreikiui patenkinti. Pramonė iš esmės įsipareigojo plėsti atsinaujinančios energijos pirkimus, nors šių įsipareigojimų tempas ir patikimumas labai skiriasi nuo vieno operatoriaus.

 

Kita knygos pusė

Subalansuota sąskaita turi pripažinti kompensuojančią istoriją. Puslaidininkiai yra neatsiejami nuo daugelio technologijų, kurios siūlo patikimiausius būdus sumažinti pasaulinę taršą. Elektrinės transporto priemonės priklauso nuo galios elektronikos lustų, kad valdytų akumuliatoriaus veikimą ir įkrovimo efektyvumą. Išmaniosios tinklo sistemos naudoja lustus, kad realiu laiku subalansuotų elektros pasiūlą ir paklausą, taip sumažinant atliekų kiekį. LED apšvietimas, šilumos siurbliai, vėjo turbinų valdikliai ir saulės energijos inverteriai – visa tai priklauso nuo lustų pagrindinės funkcijos. Šių programų dėka sutaupoma daug energijos, sukaupta per milijonus įrenginių ir eksploatuojant dešimtmečius.

Tyrėjai, ištyrę visą lustų{0}}technologijų gyvavimo ciklą, paprastai pastebi, kad išmetamų teršalų kiekis, kurio išvengia gaminiai, pvz., elektrinės transporto priemonės ar išmanieji termostatai, viršija išmetamų teršalų kiekį, susidarantį gaminant lustą, dažnai gerokai daugiau. Tai nereiškia, kad gamybos poveikis yra priimtinas arba ignoruojamas. Tai reiškia, kad ryšys tarp lustų gamybos ir aplinkos yra sudėtingesnis, nei gali užfiksuoti paprastas blogas-ar-geras nuosprendis.

 

Kaip atrodo atskaitomybė

Stipriausi lustų tiekimo grandinės operatoriai tvarumą pradėjo laikyti technine problema, o ne viešųjų ryšių užduotimi. Vandens perdirbimo sistemos tapo standartiniais inžineriniais reikalavimais naujose fab konstrukcijose. Fluorintoms dujoms skirta taršos mažinimo įranga dabar plačiai naudojama pagrindiniuose įrenginiuose. Atsinaujinančios energijos pirkimai spartėja, iš dalies dėl vidinių įmonių įsipareigojimų ir iš dalies dėl pagrindinių technologijų sektoriaus klientų, kurių grynasis-nulinis tikslas, spaudimo.

Taip pat griežtinamas reglamentavimas. Europos Sąjungos įmonių tvarumo ataskaitų teikimo direktyva reikalauja, kad didelės įmonės atskleistų aplinkosaugos duomenis vis labiau. Kalifornijos klimato atskleidimo įstatymai, kurie įsigaliojo etapais nuo 2024 m., turi įtakos lustų gamintojams, vykdantiems reikšmingas operacijas arba klientams šioje valstijoje. Šios sistemos sukuria paskatas vertinti ir mažinti, o ne tik savanoriškus įsipareigojimus.

Sąžiningas atsakymas į klausimą, pateiktą šio straipsnio viršuje, yra tas, kad drožlių gamyba reikalauja realių aplinkosaugos išlaidų – išlaidų, kurias pramonė stengiasi sumažinti, bet dar nėra išspręsta. Tuo pačiu metu gaminami lustai įgalina technologijas, kurios galiausiai gali padėti sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį daugiau, nei išskiria gaminiai. Tikslas turėtų būti ne švęsti-atsikeitimą, o jį užbaigti, kad gamyba būtų švaresnė, o programos, kurias ji įgalina, toliau mažins anglies dioksido kiekį visoje ekonomikoje.