Yulia Lee

عندما أصدرت وكالة الطاقة الدولية خارطة الطريق الخاصة بكيفية قيام قطاع الطاقة العالمي بخفض انبعاثاته المسببة لارتفاع درجة حرارة الكوكب إلى صافي صفر بحلول عام 2050، دعت الشركات للمساعدة في تحقيق هذا الهدف والحد من الاحتباس الحراري. وإحدى الصناعات التي يمكن أن تسهم بشكل كبير في هذا الجهد هي سوق أشباه الموصلات. في حين أن العديد من شركات أشباه الموصلات لديها بالفعل برامج قيد التنفيذ، مع تحقيق نتائج كبيرة، فإن العديد من الشركات الأخرى لا تزال تدرس أو تبدأ في تنفيذ مبادراتها الخاصة. ستنظر هذه المقالة في بعض الأعمال التي يتم إنجازها وستسلط الضوء على طرق أخرى يمكن لشركات أشباه الموصلات أن تساعد بها في تحقيق صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050.

يمكن للشركات الكبيرة مساعدة الموردين الأصغر في تحقيق أهداف الطاقة

لدى مكتب التنمية الصناعية في تايوان “IDB” برنامج بعنوان “الشركات الكبيرة تقود الشركات الصغيرة في سلسلة التوريد من أجل مشروع التحول الذكي ومنخفض الكربون”. تشجع هذه المبادرة الشركات المصنعة الكبرى على مساعدة المؤسسات الصغيرة في تحقيق أهدافها الخاصة بصافي الانبعاثات الصفرية من خلال الإعانات المقدمة من كل من IDB ومعهد صناعة المعلومات. على سبيل المثال، نتيجة لهذا البرنامج، تعاونت شركة أشباه موصلات في تايوان مع 13 من مورديها لتحسينات الطاقة الخضراء كجزء من خطة عمل مكونة من ثلاثة أجزاء.

شمل ذلك تخفيض انبعاثات غازات الدفيئة “GHG” من عمليات المصنع، وإجراءات حفظ الطاقة والمياه في المصنع، وتعزيز جرد غازات الدفيئة وتحليل النقاط الساخنة في سلسلة التوريد. يهدف هذا المشروع منخفض الكربون، الذي يمتد على مدار عامين، إلى تحقيق زيادة تدريجية في جهود الحد من الكربون.

في الواقع، يُتوقع أنه بحلول عام 2025، قد يتم تقليل حوالي 5.600 طن متري من مكافئ ثاني أكسيد الكربون “CO2e” كل عام. تعادل هذه الجهود امتصاص ثاني أكسيد الكربون بواسطة حوالي 6.800 متر مكعب من الأشجار أو 42.957.132 كيلومترًا من القيادة. هذا هو التأثير الذي يمكن أن تحدثه شركة أشباه موصلات واحدة فقط.

شراء الطاقة المتجددة

طريقة أخرى يمكن لشركات أشباه الموصلات من خلالها المساعدة في تحقيق صافي انبعاثات صفرية، هي من خلال عمليات شراء الطاقة المتجددة. وقد يشمل ذلك شراء الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح البرية، أو إنشاء أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الموقع لإنشاء مصدر للطاقة المتجددة أو حتى الاستثمار في شركات تطوير الطاقة المتجددة. إذا اتخذت شركات أشباه الموصلات خطوات اليوم لتنويع مصادر الطاقة الخاصة بها، فيمكنها تخفيف مخاطر الشراء والتشغيل، وتقليل انبعاثات غازات الدفيئة، والتقدم بثبات نحو تحقيق أهداف الاستدامة الخاصة بها.

دفع الاستدامة من خلال تطوير المنتجات

مع توقع أن تصبح صناعة أشباه الموصلات صناعة تريليونية بحلول عام 2030، هناك فرصة كبيرة لبدء تصميم المنتجات مع أخذ الاستدامة في الاعتبار. ويمكن تحقيق ذلك من خلال الاستفادة من مجموعة متنوعة من التقنيات، مثل الاستخدام والانتقال إلى مواد أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، وتضمين تقنيات توفير المساحة، أو تطوير تحسينات في استهلاك الطاقة الفائق الانخفاض.

أحد الأمثلة هو اللحام بدرجة حرارة منخفضة “LTS”، والذي يوفر بديلاً عن طرق اللحام التقليدية ذات درجة الحرارة العالية. لقد قامت بعض الشركات بنجاح بدمج هذه العملية الجديدة في دورة تصميم منتجاتها الجديدة، مما مكنها من تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير في خطوط إنتاج تقنية التركيب السطحي “SMT” مع تبسيط وتقصير وخفض تكلفة عملية SMT أيضًا.

يسمح اللحام بدرجة حرارة منخفضة بتوسيع نطاق التكنولوجيا بسرعة أكبر لمصنعي الرقائق من خلال توفير متانة حرارية في التغليف، مما يسمح ببناء حزم أرق وأخف وزنًا، ويسهل الانتقال إلى تباعد أدق في الوصلات البينية، ويوفر عملية أبسط وأسرع للوحات الدوائر المطبوعة “PCBs” مع المكونات القابلة للتوصيل. يمكن للمكونات القابلة للتوصيل تحمل درجة حرارة اللحام المنخفضة فقط. من خلال دعم عملية LTS، يمكن لخط SMT تجميع كل المكونات على لوحة PCB في وقت واحد، مما يبسط ويقصر عملية SMT بشكل كبير.

جعل مصانع أشباه الموصلات أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة

الأجهزة شبه الموصلة المصنعة في عام 2021 سيكون لها بصمة كربونية تعادل تقريبًا 500 ميجا طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون طوال حياتها، 15% من المواد والمعدات “نطاق 3 المنبع”، و20% من تصميم وتصنيع الجهاز “النطاقات 1 و2” و65% من معالجة واستخدام والتخلص من الجهاز “نطاق 3 المصب”، ويتم إنتاج مليارات الرقائق كل عام.

مع هذه الإحصائيات، ليس من المستغرب أن العديد من المصانع الرائدة في العالم تدمج مبادرات الطاقة الخضراء الخاصة بها حول التصميم الفعلي لمرافق التصنيع الخاصة بها. يمكن لمصنعي أشباه الموصلات حفظ كميات كبيرة من الطاقة من خلال طرق بديلة، مثل إعادة تدوير الحرارة المهدورة، واستخدام الأضواء LED منخفضة الطاقة، واعتماد تصميمات مبردات موفرة للطاقة.

الطريق إلى صافي الصفر

أصبحت أشباه الموصلات موجودة الآن في كل مجال من مجالات حياتنا اليومية، من الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى أنظمة التدفئة، والأجهزة الذكية، والسيارات الكهربائية. مع شحن أكثر من تريليون جهاز شبه موصل سنويًا، فإن هذه الصناعة في وضع فريد للمساعدة في تقليل انبعاثات الكربون وخلق مستقبل أكثر خضرة واستدامة.

لن يكون هذا مفيدًا فقط للبيئة، بل سيساعد أيضًا الشركات التي تقود هذه المبادرات، لأن عملاءها ومورديها وموظفيها سيفضلون دائمًا العمل مع شريك يقوم بدوره للمساعدة في تحقيق صافي الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: EE Times