Ngành công nghiệp bán dẫn đang đứng trước một nghịch lý. Các sản phẩm công nghệ thân thiện với môi trường như xe điện, pin năng lượng mặt trời và tuabin gió không thể sống thiếu chip. Nhưng trong cuộc chạy đua giữa các công ty sản xuất nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cao về chip lại góp phần gây ô nhiễm môi trường và tăng khí thải nhà kính do lượng khí thải carbon khổng lồ phát sinh trong quá trình sản xuất.
Khi ngành công nghiệp bán dẫn ngày càng mở rộng, họ lại càng chật vật trong việc giải quyết những tác động đến môi trường. Tuần trước, gã khổng lồ ngành bán dẫn TSMC đưa ra cam kết vào năm 2050 tổng lượng khí thải độc hại của họ sẽ bằng 0. Chủ tịch TSMC, ông Mark Lui đặt mục tiêu “sẽ sử dụng nhiều năng lượng xanh, sạch hơn và thúc đẩy ngành công nghiệp bán dẫn cùng phát triển theo hướng bền vững với môi trường”.
Nhưng đây chắc chắn là một thách thức lớn. Trong năm 2019, TSMC đã tiêu thụ 5% tổng lượng điện của Đài Loan, được dự đoán sẽ tăng lên 7,2% vào năm 2022, ngoài ra họ cũng sử dụng khoảng 63 triệu tấn nước sạch, theo số liệu từ tổ chức Hòa bình xanh. Việc chiếm dụng quá nhiều nước sạch của công ty đã trở thành một chủ đề gây tranh cãi khi đợt hạn hán vào năm nay là đợt hạn hán lịch sử trong 50 năm qua tại Đài Loan.
Tại Mỹ, chỉ riêng nhà máy của Intel ở bang Arizona, đã tạo ra 15.000 tấn chất thải trong ba tháng đầu năm nay mà 60% trong số đó là độc hại. Nhà máy đó cũng tiêu thụ 3,5 tỷ lít nước ngọt, đủ để bơm đầy 1.400 bể bơi chuẩn Olympic và sử dụng 561 triệu kWh điện. Nhà nghiên cứu tại đại học Harvard Udit Gupta đã viết trong một bài báo năm 2020 rằng “các công ty sản xuất chip mới là tác nhân tạo ra phần lớn khí thải carbon”.
Do tác động của đại dịch Covid-19 khiến cho một số nhà máy sản xuất chip trên thế giới buộc phải đóng cửa. Điều này đã tác động không nhỏ tới các ngành công nghiệp khác như smartphone, laptop hay xe điện. General Motor cho biết họ đã ngừng sản xuất tại một số nhà máy ở Bắc Mỹ trong tháng này, trong khi Toyota cho biết họ sẽ cắt giảm 40% sản lượng trong tháng 9 do tình trạng thiếu hụt chip.
Trong một nỗ lực để hồi phục ngành bán dẫn sau đại dịch, nhiều quốc gia đang bắt tay vào các chương trình lớn để thúc đẩy ngành công nghiệp này.
Chương trình “Chip của nước Mỹ” đề xuất gói đầu tư 52 tỷ USD trong 5 năm cho các công ty bán dẫn của Mỹ. Liên minh châu Âu (EU) cũng đưa ra chương trình hỗ trợ nhằm tăng thị phần của các công ty tại châu Âu lên 20% vào năm 2030, EU gọi đó là "đánh dấu chủ quyền công nghệ" trong bài phát biểu tại cuộc họp hội đồng Liên minh châu Âu vào tuần trước.
Những tham vọng này đang phá hủy cam kết về bảo vệ môi trường của 2 bên. EU và Mỹ đều đặt mục tiêu đưa tổng lượng khí thải carbon bằng 0 vào năm 2050. Và như đã đề cập, khi ngành công nghiệp bán dẫn phát triển, lượng khí thải carbon cũng sẽ tăng theo.
Tuy đầu tư vậy nhưng các nhà đầu tư mong muốn các công ty có những thay đổi trong quy trình sản xuất sao cho thân thiện với môi trường và các doanh nghiệp bán dẫn đã có động thái để giải quyết.
Sohini Dasgupta, kỹ sư trưởng phụ trách thiết kế tại ON Semiconductors, cho biết: “Gần đây việc xem xét và đánh giá những tác động của chúng tôi đối với môi trường luôn được đặt lên hàng đầu”. Cô cho biết trước đây ngành công nghiệp bán dẫn “như đang ở giữa dòng nước: biết rằng phát triển bền vững là quan trọng, nhưng chúng tôi không có bất cứ hành động nào. Nhưng bây giờ đã khác. Vấn đề đó liên tục được nhắc đến trong email của chúng tôi, ví dụ như những gì công ty chúng tôi đang làm và những gì các công ty khác đang làm”.
Theo Mark Li, chuyên gia phân tích ngành bán dẫn tại quỹ đầu tư Bernstein, cho biết các nhà quản lý quỹ ngày càng đầu tư nhiều cho các dự án thân thiện với môi trường và họ đang đặt ra nhiều tiêu chuẩn hơn về tác động môi trường, xã hội và quản trị (ESG) cho các công ty. “Trong ba năm qua, các tiêu chuẩn về ESG đã trở nên quan trọng hơn nhiều so với trước đây. Dẫn đến các công ty ngày càng thay đổi theo hướng tốt hơn”, Li nói.
Nina Kao, phát ngôn viên của TSMC cho biết khí thải từ quá trình sản xuất chiếm 62% lượng khí thải của TSMC. Năm ngoái, công ty đã ký hợp đồng 20 năm với công ty năng lượng Đan Mạch Ørsted, mua toàn bộ lượng điện của Ørsted sản xuất được từ một cánh đồng gió ngoài khơi ở eo biển Đài Loan.
Shashi Barla, chuyên viên về năng lượng tái tạo tại công ty Wood Mackenzie, cho biết hợp đồng này được coi là thỏa thuận mua năng lượng tái tạo lớn nhất trong lịch sử ngành bán dẫn. “Hợp đồng trên ngoài giúp cho TSMC giữ vững mục tiêu “khí thải bằng không”, nó còn giúp công ty này tiết kiệm kinh phí cho sản xuất và làm hài lòng các cổ đông. Một mũi tên trúng 2 đích", ông nói.
Clifton Fonstad, giáo sư tại MIT, cho biết hành động của TSMC sẽ khiến cho các công ty khác trong lĩnh vực bán dẫn noi theo. Peter Hanbury, chuyên gia lĩnh vực bán dẫn tại công ty tư vấn Bain & Company, cho biết, các công ty xuất chip cũng có thể sử dụng năng lượng tái tạo cho các nhà kho lưu trữ chip. Theo Peter, “một kho lưu trữ chip về cơ bản là “một nhà kho khổng lồ được vô trùng”, và để cắt giảm toàn bộ lượng khí thải, bước tiếp theo chính là các nhà kho lưu trữ”.
Huili Grace Xing, giáo sư về vật liệu bán dẫn tại Đại học Cornell, cho biết họ có thể thu thập thêm dữ liệu và sử dụng công nghệ máy học để tự động tắt các công cụ khi chúng không được sử dụng.
Ngoài ra còn có những phương pháp khác để xử lý các vật liệu gây ô nhiễm trong quá trình sử dụng chất bán dẫn. Ngành công nghiệp bán dẫn đang sử dụng nhiều loại khí khác nhau trong quá trình sản xuất và phần nhiều trong số đó khá nguy hại.
Mark Li, nhà phân tích của TSMC cho biết họ đã triển khai hệ thống máy lọc tại các nhà kho để xử lý khí thải. Nhưng theo kỹ sư hóa học tại công ty Solvay Special Chemicals Michael Pittroff cho biết có một phương pháp khác tốt hơn đang được triển khai là thay thế các loại khí độc hại dùng trong các hệ thống lưu trữ chip bằng các loại khí thân thiện với môi trường hơn.
Các công ty khác đang thay thế các loại khí dùng để khắc hoa văn lên và làm sạch bề mặt của tấm wafer - tấm silicon được dùng để tạo ra chip bằng các loại khí an toàn hơn. Nhưng thay thế các loại khí sẽ là một thách thức: các tấm silicon rất nhạy cảm nên để tạo ra các loại khí mới mà vẫn tương thích với quy trình hiện tại là rất khó khăn, chuyên gia Hanbury nhận định. Quá trình này đòi hỏi độ chính xác cực cao. Hanbury cho biết thêm: “Phải mất từ 4 đến 5 năm để các công ty sản xuất chip phát triển một quy trình mới và một khi bạn đã thiết lập nó, bạn sẽ không bao giờ muốn thay đổi nó”.
Một số chuyên gia tin rằng các nhà sản xuất chip đã bắt đầu sửa đổi quy trình của họ để đảm bảo những cam kết về bảo vệ môi trường. “Nếu TSMC chuyển đổi, tôi chắc chắn các công ty khác sẽ làm theo. Nếu TSMC không làm thì các nhà sản xuất khác có thể chuyển đổi quy trình trước để chứng tỏ họ tốt hơn TSMC”, giáo sư Fonstad nói.
Ông Li cho biết dù nhu cầu về chip hiện tại là rất cạnh tranh nhưng điều đó sẽ giúp ngành công nghiệp bán dẫn nhanh chóng đạt được các mục tiêu phát triển bền vững. “Họ có mức lợi nhuận rất tốt. Vì vậy, mặc dù tất cả các biện pháp này có chi phí cao nhưng họ dư sức chi trả. Và ngày càng có nhiều khách hàng sẵn sàng trả nhiều tiền hơn cho một thiết bị thân thiện với môi trường”, Li chia sẻ.
Nguồn: The Guardian
Khi ngành công nghiệp bán dẫn ngày càng mở rộng, họ lại càng chật vật trong việc giải quyết những tác động đến môi trường. Tuần trước, gã khổng lồ ngành bán dẫn TSMC đưa ra cam kết vào năm 2050 tổng lượng khí thải độc hại của họ sẽ bằng 0. Chủ tịch TSMC, ông Mark Lui đặt mục tiêu “sẽ sử dụng nhiều năng lượng xanh, sạch hơn và thúc đẩy ngành công nghiệp bán dẫn cùng phát triển theo hướng bền vững với môi trường”.
Nhưng đây chắc chắn là một thách thức lớn. Trong năm 2019, TSMC đã tiêu thụ 5% tổng lượng điện của Đài Loan, được dự đoán sẽ tăng lên 7,2% vào năm 2022, ngoài ra họ cũng sử dụng khoảng 63 triệu tấn nước sạch, theo số liệu từ tổ chức Hòa bình xanh. Việc chiếm dụng quá nhiều nước sạch của công ty đã trở thành một chủ đề gây tranh cãi khi đợt hạn hán vào năm nay là đợt hạn hán lịch sử trong 50 năm qua tại Đài Loan.
Do tác động của đại dịch Covid-19 khiến cho một số nhà máy sản xuất chip trên thế giới buộc phải đóng cửa. Điều này đã tác động không nhỏ tới các ngành công nghiệp khác như smartphone, laptop hay xe điện. General Motor cho biết họ đã ngừng sản xuất tại một số nhà máy ở Bắc Mỹ trong tháng này, trong khi Toyota cho biết họ sẽ cắt giảm 40% sản lượng trong tháng 9 do tình trạng thiếu hụt chip.
Chương trình “Chip của nước Mỹ” đề xuất gói đầu tư 52 tỷ USD trong 5 năm cho các công ty bán dẫn của Mỹ. Liên minh châu Âu (EU) cũng đưa ra chương trình hỗ trợ nhằm tăng thị phần của các công ty tại châu Âu lên 20% vào năm 2030, EU gọi đó là "đánh dấu chủ quyền công nghệ" trong bài phát biểu tại cuộc họp hội đồng Liên minh châu Âu vào tuần trước.
Những tham vọng này đang phá hủy cam kết về bảo vệ môi trường của 2 bên. EU và Mỹ đều đặt mục tiêu đưa tổng lượng khí thải carbon bằng 0 vào năm 2050. Và như đã đề cập, khi ngành công nghiệp bán dẫn phát triển, lượng khí thải carbon cũng sẽ tăng theo.
Tuy đầu tư vậy nhưng các nhà đầu tư mong muốn các công ty có những thay đổi trong quy trình sản xuất sao cho thân thiện với môi trường và các doanh nghiệp bán dẫn đã có động thái để giải quyết.
Sohini Dasgupta, kỹ sư trưởng phụ trách thiết kế tại ON Semiconductors, cho biết: “Gần đây việc xem xét và đánh giá những tác động của chúng tôi đối với môi trường luôn được đặt lên hàng đầu”. Cô cho biết trước đây ngành công nghiệp bán dẫn “như đang ở giữa dòng nước: biết rằng phát triển bền vững là quan trọng, nhưng chúng tôi không có bất cứ hành động nào. Nhưng bây giờ đã khác. Vấn đề đó liên tục được nhắc đến trong email của chúng tôi, ví dụ như những gì công ty chúng tôi đang làm và những gì các công ty khác đang làm”.
Theo Mark Li, chuyên gia phân tích ngành bán dẫn tại quỹ đầu tư Bernstein, cho biết các nhà quản lý quỹ ngày càng đầu tư nhiều cho các dự án thân thiện với môi trường và họ đang đặt ra nhiều tiêu chuẩn hơn về tác động môi trường, xã hội và quản trị (ESG) cho các công ty. “Trong ba năm qua, các tiêu chuẩn về ESG đã trở nên quan trọng hơn nhiều so với trước đây. Dẫn đến các công ty ngày càng thay đổi theo hướng tốt hơn”, Li nói.
Nina Kao, phát ngôn viên của TSMC cho biết khí thải từ quá trình sản xuất chiếm 62% lượng khí thải của TSMC. Năm ngoái, công ty đã ký hợp đồng 20 năm với công ty năng lượng Đan Mạch Ørsted, mua toàn bộ lượng điện của Ørsted sản xuất được từ một cánh đồng gió ngoài khơi ở eo biển Đài Loan.
Shashi Barla, chuyên viên về năng lượng tái tạo tại công ty Wood Mackenzie, cho biết hợp đồng này được coi là thỏa thuận mua năng lượng tái tạo lớn nhất trong lịch sử ngành bán dẫn. “Hợp đồng trên ngoài giúp cho TSMC giữ vững mục tiêu “khí thải bằng không”, nó còn giúp công ty này tiết kiệm kinh phí cho sản xuất và làm hài lòng các cổ đông. Một mũi tên trúng 2 đích", ông nói.
Clifton Fonstad, giáo sư tại MIT, cho biết hành động của TSMC sẽ khiến cho các công ty khác trong lĩnh vực bán dẫn noi theo. Peter Hanbury, chuyên gia lĩnh vực bán dẫn tại công ty tư vấn Bain & Company, cho biết, các công ty xuất chip cũng có thể sử dụng năng lượng tái tạo cho các nhà kho lưu trữ chip. Theo Peter, “một kho lưu trữ chip về cơ bản là “một nhà kho khổng lồ được vô trùng”, và để cắt giảm toàn bộ lượng khí thải, bước tiếp theo chính là các nhà kho lưu trữ”.
Ngoài ra còn có những phương pháp khác để xử lý các vật liệu gây ô nhiễm trong quá trình sử dụng chất bán dẫn. Ngành công nghiệp bán dẫn đang sử dụng nhiều loại khí khác nhau trong quá trình sản xuất và phần nhiều trong số đó khá nguy hại.
Mark Li, nhà phân tích của TSMC cho biết họ đã triển khai hệ thống máy lọc tại các nhà kho để xử lý khí thải. Nhưng theo kỹ sư hóa học tại công ty Solvay Special Chemicals Michael Pittroff cho biết có một phương pháp khác tốt hơn đang được triển khai là thay thế các loại khí độc hại dùng trong các hệ thống lưu trữ chip bằng các loại khí thân thiện với môi trường hơn.
Các công ty khác đang thay thế các loại khí dùng để khắc hoa văn lên và làm sạch bề mặt của tấm wafer - tấm silicon được dùng để tạo ra chip bằng các loại khí an toàn hơn. Nhưng thay thế các loại khí sẽ là một thách thức: các tấm silicon rất nhạy cảm nên để tạo ra các loại khí mới mà vẫn tương thích với quy trình hiện tại là rất khó khăn, chuyên gia Hanbury nhận định. Quá trình này đòi hỏi độ chính xác cực cao. Hanbury cho biết thêm: “Phải mất từ 4 đến 5 năm để các công ty sản xuất chip phát triển một quy trình mới và một khi bạn đã thiết lập nó, bạn sẽ không bao giờ muốn thay đổi nó”.
Một số chuyên gia tin rằng các nhà sản xuất chip đã bắt đầu sửa đổi quy trình của họ để đảm bảo những cam kết về bảo vệ môi trường. “Nếu TSMC chuyển đổi, tôi chắc chắn các công ty khác sẽ làm theo. Nếu TSMC không làm thì các nhà sản xuất khác có thể chuyển đổi quy trình trước để chứng tỏ họ tốt hơn TSMC”, giáo sư Fonstad nói.
Ông Li cho biết dù nhu cầu về chip hiện tại là rất cạnh tranh nhưng điều đó sẽ giúp ngành công nghiệp bán dẫn nhanh chóng đạt được các mục tiêu phát triển bền vững. “Họ có mức lợi nhuận rất tốt. Vì vậy, mặc dù tất cả các biện pháp này có chi phí cao nhưng họ dư sức chi trả. Và ngày càng có nhiều khách hàng sẵn sàng trả nhiều tiền hơn cho một thiết bị thân thiện với môi trường”, Li chia sẻ.
Nguồn: The Guardian
